Extreme Engineering - Zukunftsthema am Fachbereich

Forschung und Lehre im Bereich der „Geplanten und Gebauten Umwelt“ arbeiten unter der Prämisse der üblichen Randbedingungen innerhalb der Erdatmosphäre. Das Ziel ist dabei in der Regel die Schaffung dauerhafter, gebrauchstauglicher sowie nachhaltiger Bauwerke als Solitäre oder Bauwerkskomplexe unter den auf der Erde in bewohnbaren Gebieten gegebenen Randbedingungen.

Diese Baustrukturen sind eingebettet in die unterschiedlichen sozialen Systeme, wie sie gegenwärtig existieren und wie sie sich voraussichtlich künftig entwickeln werden, so die Antizipation der Entwicklung zu Mega-Cities. Es werden Bauwerke und Bauwerkskomplexe oberhalb und unterhalb der Erdoberfläche sowie oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche geschaffen. Hierfür haben sich über Jahrtausende Baustoffe, Bauhilfsstoffe sowie Bauverfahren und Strukturen etabliert. Für die Konstruktion und Bemessung wurden unter den auf der Erde geltenden Bedingungen adäquate mechanische und numerische Berechnungsmodelle entwickelt. Für die geometriekonsistente Übertragung von Planungsdaten in die Realität existieren anerkannte messtechnische Verfahren zur Grob- und Präzisionsabsteckung, auch für das Monitoring zur Beurteilung der Funktions- und Standsicherheit unter den jeweils vorherrschenden Umweltbedingungen.

Die grundlegenden Forschungsfragen

Was passiert aber, wenn die Umgebung andere Parameter aufweist als üblich?

Im einfachsten Fall herrschen große Wasserdrücke (Deep Sea Structures), extreme Temperaturen (Polar- und Hochgebirgszonen), Überschwemmungsrisiken oder extreme Baugrundbewegungen einschließlich Erdbeben und erzeugen Randbedingungen, welche die üblichen Lösungen herausfordern und infrage stellen.

Wie sehen geeignete Lösungskonzepte bei hohen Drücken, veränderter Gravitation, hochdosierter Strahlung oder extremen Einwirkungen aus Wind und Temperatur aus?

Was passiert, wenn die Versorgung mit den üblichen Baustoffen, mit Wasser und mit Strom nicht hinreichend möglich ist und neue, „lokale Komponenten“ in besonders exponierten Lagen von Baustellen verwendet werden müssen, um die „Gebaute Neue Umwelt“ zu schaffen?

Was passiert, wenn die Standardverfahren der Baumesstechnik zum Beispiel unter Wasser nicht mehr mit der erforderlichen Präzision und Zuverlässigkeit funktionieren bzw. gar nicht für so extreme Bedingungen ausgelegt werden können?

Die Zielsetzungen

Ein wesentliches Ziel des Forschungsschwerpunkts „Extreme Engineering“ ist die Erschließung neuer Lebensräume und die damit verbundene

  • Schaffung neuer Baustrukturen einschließlich deren Berechnungsmodelle,
  • Entwicklung neuer Bauverfahren und Baustoffe unter Nutzung der lokal verfügbaren Materialien einschließlich deren Logistik und auf der Grundlage der noch zu klärenden Fragen nach notwendiger Versorgung mit Wasser, Strom etc.,
  • Entwicklung entsprechender geodätischer Mess- und Monitoringsysteme.

Die Arbeitsergebnisse sollen dann auch eine Risikoabschätzung und zeitnahe Reaktionen auf Extremereignisse im Sinne der Katastrophennachsorge ermöglichen.

Die interdisziplinäre Forschergruppe