Messen mit Augenmaß und Ingenieurverstand!

Wesentliche Grundlage sowohl des Verstehens von Tragmechanismen als auch von zeitabhängigen Veränderungen war im Bauwesen schon immer die Interpretation von gemessenen Größen, seien es Verformungen, Kräfte oder Beschleunigungen. Je genauer und umfassender die messtechnischen Ergebnisse, desto zutreffender lässt sich ein Ingenieurmodell, z. B. zur Beschreibung von Tragwiderständen oder objektspezifischen Einwirkungen, formulieren bzw. der aktuelle Bauwerkszustand bewerten oder über den kompletten Lebenszyklus verfolgen. Mittlerweile stehen vielfältigste zerstörungsfreie Messverfahren zur Verfügung, die es erlauben, maßgebende Parameter mit beeindruckender Genauigkeit und entsprechend hohen Abtastfrequenzen zu erfassen. Beispiele hierzu sind kamerabasierte optische Verfahren, quasi-kontinuierlich messende faseroptische Sensoren (über deren Einsatz in diesem Heft berichtet wird), Ultraschall-/Schallemissionsanalysen, Laserscans, Computertomographie oder auch satellitenbasierte Verfahren für sehr großmaßstäbliche Beobachtungen. Moderne und leistungsfähige Messverfahren eröffnen einerseits neue Wege zu wissenschaftlichen Erkenntnissen im Labor (ggf. gekoppelt mit innovativer Versuchstechnik), andererseits ergeben sich erweiterte Möglichkeiten für Untersuchungen an realen Tragwerken, wie zur Beurteilung von Bestandsbauten, zur Systemidentifikation (Modellkalibrierung durch Messung), bei messwertgestützten Bauverfahren oder auch die Überwachung durch permanentes Monitoring. Mit der verfügbaren Technik lassen sich skalenübergreifend (Kleinprüfkörper, Bauteile, Bauwerke) sowohl an der Oberfläche (u.a. zur Rissdetektion) als auch im Bauteilinneren (schallbasierte Verfahren, einbetonierte oder auf Bewehrungsstäbe applizierte faseroptische Sensoren, CT), kleinste Veränderungen und Schädigungen detektieren und lokalisieren, was zu einem besseren Verständnis der inneren Trag- und Schädigungsmechanismen beiträgt. Eine erfolgreiche Konzeption von Mess- und Monitoringaufgaben erfordert jedoch neben entsprechender Erfahrung vor allem umfassende ingenieurmäßige Vorüberlegungen zu Messzielen, geeigneten Sensoren und Messgrößen (einschließlich erwarteter Ergebnisbandbreiten und Genauigkeitsanforderungen), spezifischen Randbedingungen und möglichen Störeinflüssen/Toleranzen, erforderlichen Redundanzen im Messkonzept sowie zum Datenmanagement und zur Auswertestrategie. Messungen erfordern zudem immer eine Plausibilisierung durch analytische oder numerische Modelle und lassen sich (inkl. möglicher Messfehler/Störeinflüsse) nur auf Grundlage einer klaren Vorstellung zum erwarteten Systemverhalten oder zu einsetzenden Schädigungsmechanismen zutreffend bewerten – ebenso wie eine komplexe numerische Berechnung dem planenden Ingenieur nicht das Nachdenken über den Kräftefluss und das bauteilgerechte Konstruieren erspart. Die moderne Messtechnik bietet vielfältige Möglichkeiten, doch Messen alleine reicht nicht aus! Die erfolgreiche Anwendung erfordert umfassenden Ingenieurverstand und ein zielorientiertes Vorgehen, ganz im Sinne von Albert Einstein: „Zähmen sollen sich die Menschen, die sich gedankenlos der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst“. Dieses Zitat verinnerlichend sollten wir Ingenieure den Mut aufbringen, uns dieses vielversprechenden „mächtigen Werkzeugs“ (mit Verstand) zu bedienen, und somit Innovation in den verschiedensten Bereichen unserer Branche voranzutreiben! Oliver Fischer Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Oliver Fischer, Technische Universität München