NTH-Verbundprojekt Life-Cycle-Engineering

Vorsorge ist nicht nur im Gesundheitswesen wichtig. Auch in Hinblick auf die Lebensdauer von Gebäuden und Ingenieurbauwerken sind regelmäßige Untersuchungen nötig, um Tragsicherheit, Tauglichkeit und Dauerhaftigkeit zu prüfen. Ingenieure müssen Fabrikhallen, Wohnhäuser und Brücken ebenso auf ihren Zustand untersuchen wie Deiche an der Küste, Abwasserkanäle oder Kläranlagen. Und das ist nicht nur aufwändig, sondern auch teuer. 

In Deutschland gibt es mehr als 120.000 Straßenbrücken, ein Drittel davon allein an Fernstraßen. Viele davon sind durch langjährige Nutzung und zunehmendes Verkehrsaufkommen mittlerweile erheblich beschädigt. Ein Neubau dieser 40.000 Überführungen würde etwa 80 Milliarden Euro kosten. Für den Erhalt der Brücken werden jährlich aber lediglich 400 Millionen Euro investiert. Eine ähnliche Situation liegt für die gesamte Infrastruktur des Landes vor.

Bislang ist nur schwer abzuschätzen, ob und wie stark ein Bauwerk bereits geschädigt ist. „Der Alterungsprozess lässt sich gut mit dem des menschlichen Körpers vergleichen“, sagt Projektsprecher Prof. Harald Budelmann. „Ein guter Arzt sollte mögliche Erkrankungen abhängig vom Lebensalter des Patienten im Blick haben und wissen, wann er eingreifen muss.“ Bei Bauwerken werde bislang das Zusammenspiel unterschiedlicher Risikofaktoren zu wenig berücksichtigt.

Diese Wissenslücke wollen die NTH-Bauingenieure schließen. Am Beispiel dreier Bauwerkarten - Brücken, Küstenschutzbauwerke und Gebäude - sollen das Monitoring mit Hilfe von Sensoren und die Prognose von erwarteten Zustandsänderungen beschrieben werden. Die verschiedenen Mechanismen des Verfalls und deren Wechselwirkung werden in komplexen Modellen abgebildet. So soll eine Trendaussage möglich werden, die für ein Lebensdauermanagement unerlässlich ist. Auf diese Weise lässt sich dann etwa der richtige Zeitpunkt ermitteln, wann welche Instandhaltungsmaßnahmen nötig sein werden und wie diese sinnvoll in den Etat eingebaut werden können.