Planen/Bauen im Wandel – neue Anforderungen an die Ingenieur:innen im konstruktiven Ingenieurbau?

Aktuell und in den kommenden Jahren erfährt das Planen und Bauen einen grundlegenden Wandel, der nicht nur einzelne Aspekte, sondern die gesamte Wertschöpfungskette betrifft. Ursächlich hierfür ist einerseits die weltweite Forderung nach einem nachhaltigeren, ressourcenschonenden und klimagerechten Umgang mit der gebauten Umwelt, andererseits der immense Bedarf an Erhalt/Ertüchtigung bestehender Bauwerke ebenso wie an der kurzfristigen Bereitstellung von Neubauten (bspw. formuliert auch der Koalitionsvertrag allein für den Wohnungsbau ein jährliches Ziel von 400.000 neuen Einheiten). So entwickeln sich verschiedenste neuartige Bauverfahren, geprägt durch leistungsfähige serielle Fertigungsstrategien und modulare Fügekonzepte oder eine additive Bauteilherstellung, es kommen neue/optimierte Materialien und Werkstoffkombinationen zum Einsatz, der Tragwerksplanung stehen stetig erweiterte Möglichkeiten der Modellierung und numerischen Simulation (bis hin zum zukünftigen Einsatz künstlicher Intelligenz) zur Verfügung, es ergeben sich immer vielfältigere interdisziplinäre Schnittstellen (u. a. mit der technischen Ausstattung) und die gesamte Prozesskette im Lebenszyklus der Bauwerke wird durch digitale Methoden abgebildet. Dabei stellt sich die Frage, was dieser Wandel für die Aus-/Weiterbildung der Ingenieurinnen und Ingenieure im konstruktiven Ingenieurbau bedeutet. Welche Kenntnisse/Fähigkeiten brauchen wir in der Praxis? Wie müssen die Studieninhalte fortgeschrieben werden? Bei allen tragenden Strukturen kommt es vor allem darauf an, durch entsprechende Planung und Ausführung die Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit zu gewährleisten und gleichzeitig dauerhafte und robuste Tragwerke zu errichten. Hierzu ist primär erforderlich, dass die Bemessung auf Grundlage eines detaillierten Verständnisses für den Kraftfluss und das Gesamttragverhalten erfolgt und insbesondere auch konstruktive Details und Fügestellen (D-Bereiche) sinnvoll gelöst werden. Gerade letzterer Aspekt ist meist entscheidend nicht nur für die Baubarkeit, Dauerhaftigkeit und Robustheit, sondern auch für die erzielte Traglast. Digitale Methoden/Prozessketten und erweiterte numerische Verfahren (oder auch KI) können als wertvolle Hilfsmittel dienen und den Planungs-/Bauprozess unterstützen, vereinfachen oder beschleunigen. Die kreative Arbeit, die ingenieurmäßige Bewertung, das Konstruieren sowie die Verantwortung kann uns jedoch keine Software abnehmen. Auch beim Einsatz künstlicher Intelligenz benötigt man zunächst umfangreichste Grundlagen und Trainingsdaten, was vor allem bei komplexen Systemen und auf Traglastniveau kaum umfassend leistbar ist. Leider kann man aber bereits heute immer wieder beobachten, dass nahezu alle Fragestellungen mit digitalen Modellen abgebildet werden und erzielten Ergebnissen (z. B. 3D-FEM, nichtlineare Analysen) vertraut wird, ohne diese ingenieurmäßig zu prüfen sowie die Randbedingungen/Eingangsparameter kritisch zu hinterfragen. Natürlich müssen sich der allgemeine Wandel und die aktuelle Entwicklung auch in der Ausbildung und den erforderlichen Kompetenzen der den konstruktiven Ingenieurbau gestaltenden Ingenieur:innen widerspiegeln. Hierzu gehören ein ganzheitliches, interdisziplinäres Denken, das Bewusstsein für klimaschonendes Bauen und umfassendes Wissen zu Funktionsweisen, Möglichkeiten und Grenzen digitaler Methoden ebenso wie Kenntnisse zu innovativen Materialien und neuen Bau-/Konstruktionsprinzipien einschließlich spezifischer Tragmechanismen. Was jedoch immer wichtig war und mit zunehmender Digitalisierung noch an Bedeutung gewinnt, sind Kreativität, Innovationsfreude und ein fundiertes mechanisches Verständnis sowie umfassende statisch-konstruktive Grundlagen der verschiedenen Disziplinen des konstruktiven Ingenieurbaus. Oliver Fischer Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Oliver Fischer, Technische Universität München