Bauwerksmanagement 4.0?!

In diesem Heft adressiert die Mehrzahl der Artikel Themen wie Lebensdauer, Monitoring, Korrosion, Instandsetzung und Instandhaltung und damit im weitesten Sinne das Bauwerksmanagement. Das Management eines Bauwerks ist natürlich mehr als nur die Zeit zwischen erster Planung und Fertigstellung. Ein guter Ingenieur und ein guter Bauherr schauen auf die Nutzungsphase und darüber hinaus. Das ist ein wenig, als würde man in die Glaskugel schauen, denn wer kann schon vorhersagen, welchen Einwirkungen ein Bauwerk tatsächlich unterworfen ist, welche Umnutzungen und Umbauten es erleben wird und vor allem wie lange es wirklich genutzt werden soll? Das erinnert insgesamt ein wenig an die hochaktuelle Klimadebatte, deren Kern ja darin besteht, Vorhersagen zu machen, um aktuelle Entscheidungen treffen zu können. Die Klimadiskussionen haben uns aber auch gezeigt, welche Bedeutung Mikroklimaeffekte haben, wie vorsichtig wir mit Vorhersagen sein müssen und vor allem wie wichtig eine solide Datenbasis ist. Was können wir daraus für das Bauwerksmanagement lernen? Nach meiner Ansicht vor allem zwei Dinge. Nicht neu ist, dass auch im Bauwesen verstärkt auf Nachhaltigkeit geachtet werden muss. Die Herstellung und Verarbeitung vieler Baustoffe ist umwelt- und klimabelastend und das gilt insbesondere für Beton. Beton ist nach wie vor der weltweit am meisten produzierte und verwendete Werkstoff. Alles was beiträgt, die Lebensdauer unserer Betonbauwerke (so wie auch der Bauwerke aus anderen Baustoffen) zu verlängern, trägt demnach zu einer verbesserten Nachhaltigkeit bei. In dem Zusammenhang sind immer wieder die Bauqualität und damit die Qualitätssicherung während der Bauphase ein Thema. Die Erfahrung zeigt, dass selbst geringe Mittel, die hier aufgewendet werden, sich später hinsichtlich einer verbesserten Qualität auswirken und die Lebensdauer eines Bauwerks erhöhen. Eine zweite Einsicht betrifft die Bedeutung von Sensordaten. Bei Bauwerken besteht die Möglichkeit, Daten zu den Einwirkungen (u. a. Feuchte, Temperatur, Frost-Tau-Wechsel, Wind, Erschütterungen, Dehnungen) fortlaufend aufzuzeichnen – und bei Neubauten hätte man sogar die Möglichkeit, dies lebensdauerbegleitend von Anfang an zu tun. Zunehmend werden Informationen in der Bauphase bereits heute digital erfasst und in einem digitalen Bauwerksmodell zusammengetragen. Das sogenannte Building Information Modeling (BIM) ist ein Trend und kann bei vielen (nicht allen!) Bauprojekten sinnvoll eingesetzt werden. Jedoch werden die so erstellten Modelle bislang selten auch nach der Bauphase verwendet. Es fehlt an Konzepten, das digitale Bauwerksmodell konsequent während der Nutzungsphase fortzuführen. Es gibt aber durchaus Licht am Horizont. Im Bereich des Anlagenmanagements von großen Industrieanlagen und Maschinen werden Sensordaten bereits heute kontinuierlich gewonnen und verarbeitet. Dort zeigt sich, dass damit ein effizienter und nachhaltiger Betrieb solcher Anlagen möglich ist. Unter anderem können Wartungs- und Reparaturarbeiten nutzungsgerecht geplant und erst dann durchgeführt werden, wenn dies auch tatsächlich notwendig ist. Entsprechende Modelle zu Einwirkungen und zum Verschleiß (Ermüdung) aus der Bauphase vorausgesetzt, können Sensordaten die digitalen Modelle fortlaufend anpassen und verbessern. Damit sind valide Vorhersagen zu den besten Wartungs- und Instandsetzungszeitpunkten (Predictive Maintenance) und zur Restlebensdauer möglich – also so etwas wie der oben beschriebene Blick in die Glaskugel. Man spricht hier von einem Digitalen Zwilling, der jederzeit aktualisiert den Anlagenzustand digital abbildet. Würde – auf der Basis von BIM – die Einbeziehung von kontinuierlich gewonnenen Daten nicht auch zu einem effizienteren Bauwerksmanagement führen? Zumindest für größere Ingenieurbauwerke kann man dies vermuten – Optionen auf eine längere Lebensdauer inklusive! Ein modernes Bauwerksmanagement (in Anlehnung an Industrie 4.0) ist ohne valide Informationen und damit eben auch ohne präzise Sensordaten kaum vorstellbar. Nachfolgende Ingenieurgenerationen wären sicherlich für jede zusätzlich zur Verfügung stehende Information dankbar. Christian U. Große Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Geophys. Christian U. Große, TU München, Lehrstuhl für Zerstörungsfreie Prüfung