Der Hochbau trotzt der Hightech-Revolution auch in Zukunft

Von Angus W. Stocking, L.S.
- 14. Sep 2016 - 5 min-LEKTÜRE
Bildgestaltung: Micke Tong

Erdbebengleiche Veränderungen erschüttern die Bauwirtschaft in ihren Grundfesten.

„Die Zukunft des Hochbaus ist von zahlreichen entscheidenden Branchenfaktoren abhängig“, so die Feststellung von David Odeh, Baustatiker und Inhaber des US-amerikanischen Ingenieurbüros Odeh Engineers. „Ein Szenario besagt, dass die von Ingenieuren ausgeführten Arbeiten bedeutungslos werden.“

Viele Hochbauingenieure teilen diese schwerwiegende Befürchtung, die im Wesentlichen auf drei Faktoren gründet: Erstens ermöglichen die beträchtlichen Fortschritte in der Computermodellierung erheblich komplexere Strukturen als noch vor wenigen Jahren. „Man könnte das fast als selbsterfüllende Prophezeiung oder Rückkopplungsschleife bezeichnen“, führt David Odeh aus. „Fortschrittlichere Modellierungs- und Analyseverfahren ermöglichen komplexere Entwürfe. Und die ermöglichen wiederum komplexere Angebote, durch die noch fortschrittlichere IT-Werkzeuge notwendig werden.“

future of structural engineering Museum of Tomorrow Rio de Janeiro
Das „Museu do Amanhã“ (Museum von Morgen) in Rio de Janeiro

Aber in dem Maße, in dem die Automatisierung klassischer Ingenieursaufgaben fortschreitet, kann es paradoxerweise zu einem scheinbaren (und gefühlten) Bedeutungsverlust der Ingenieurstätigkeit als solcher kommen. Damit wären wir beim zweiten Faktor: „Werden klassische Aufgaben an fortschrittliche Technologien delegiert, die sich zudem auf Cloud-basierte Zugänge zu Rechenleistung stützen, sind Arbeitsleistung und Fähigkeiten von Ingenieuren sehr viel weniger gefragt“, erläutert David Odeh.

Oberflächlich betrachtet scheint es, als könnten es die Hochbauingenieure den Dinosauriern gleichtun und aussterben. „Die Auswahl von Bauteilgrößen für Stahlkonstruktionen war zum Beispiel eine Aufgabe, für die Tage akribischer Arbeit aufgewendet werden mussten, als Hochbauingenieure noch mit Tabellen arbeiteten und über erhebliches fachliches Urteilsvermögen verfügen mussten“, erläutert David Odeh. „Heute ist das beinahe schon eine triviale Aufgabe. Die Brechnung für ein Gebäude mit knapp 9.300 Quadratmetern dauert nur Sekunden, wobei der zugehörige Entwurf auch noch exakter und besser optimiert ist als früher.“

Beim dritten Faktor handelt es sich um den globalen Wettbewerb. „Heutzutage wirkt sich die Verbreitung des Wissens auf jede unserer Tätigkeiten aus. Es stimmt einfach nicht mehr, dass man die Nachwuchskräfte des Bauingenieurwesens hauptsächlich in den USA findet“, meint der Baustatiker. „Ob es uns passt oder nicht – es beeinflusst unseren Berufsstand stark.“

Zusammen generieren diese Faktoren einen frustrierend „perfekten Sturm“, der scheinbar eine der renommiertesten Kompetenzpaletten der Infrastrukturbranche bedroht. Welche Ironie: Wie kann es sein, dass Fortschritte in der Computertechnologie Ingenieure zu mehr Leistungen befähigen und deren Arbeit gleichzeitig weniger notwendig erscheinen lassen?

„Manche Konstrukteure und Bauunternehmer stellen bereits die Frage, wozu Ingenieure eigentlich noch gebraucht werden“, so David Odeh. „Wenn es ein Programm gibt, um eine Aufgabe zu lösen, erscheinen ihnen Ingenieure überflüssig.“

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Bibliothek und Lernzentrum der Wirtschaftsuniversität Wien; Entwurf: Zaha Hadid Architects

Als Mitglied und amtierender Präsident des amerikanischen Instituts für Hochbau (SEI) ist Odeh besser positioniert als die meisten seiner Kollegen, um über diese Entwicklungen zu reflektieren. Seiner Meinung nach besteht Anlass für Optimismus … vorausgesetzt, dass Hochbauingenieure diese Veränderungen gezielt für sich nutzen. „Entweder setzen wir sie zu unseren Gunsten ein“, findet er, „oder wir lassen uns von ihnen überrollen.“

Sein wichtigstes Argument ist einfach, wenngleich es dem gesunden Menschenverstand zu widersprechen scheint: „Natürlich stimmt es, dass die Automatisierung Zeit einspart und einige unserer klassischen Aufgaben durch sie überflüssig werden. Und genau das macht die Arbeit von Hochbauingenieuren relevanter. Da wir nun über Werkzeuge verfügen, dank denen wir weniger Zeit für die anfallenden Routinearbeiten unserer Profession aufwenden müssen, können wir uns jetzt besser auf einen unserer Kernwerte konzentrieren – die Kreativität.“

Anders formuliert ermöglicht uns die Automatisierung, dank der langwierige Berechnungen zur Statik wegfallen, die Analyse einer größeren Anzahl von Konstruktionsentwürfen sowie komplexerer und widerstandsfähigerer Strukturen. Und für diese anspruchsvollen Aufgaben sind Hochbauingenieure die geeignetsten Fachleute.

„Früher haben Architekten ein Bauwerk entworfen und anschließend mit den Ingenieuren besprochen, ob und wie es sich realisieren lässt“, erklärt David Odeh. „Das war einmal. Heute sind wir viel früher in den Entwurfsprozess eingebunden und leisten von Anfang an einen Beitrag zur Formfindung.“

Ein Beispiel dafür ist die Entstehung des 160 Stockwerke hohen Burj Khalifa in Dubai: Hochbauingenieure des amerikanischen Architekturbüros Skidmore, Owings & Merrill (SOM) setzten auf Werkzeuge für Simulation und Modellierung, um schnelle Analysen und Iterationen zur Verringerung von Windlast und optimiertem Materialeinsatz ausführen zu können. Die Ingenieure suchten also nicht nach Möglichkeiten zur Umsetzung einer bestimmten, von anderen vorgegebenen Form, sondern arbeiteten direkt an den Formvorschlägen mit.

future of structural engineering Burj Khalifa
Der Burj Khalifa in Dubai, Vereinigte Arabische Emirate

Hier bietet sich den Hochbauingenieuren eine Chance, ihr fachliches Profil weit über ihr angestammtes Fachgebiet hinaus zu erweitern. Aber um diesem erweiterten Profil gerecht zu werden, müssen sich die Ingenieure selbst weiterentwickeln. „Wir müssen uns neue Fähigkeiten aneignen, damit wir bessere Gebäude bauen können“, stellt David Odeh fest. „Es bedeutet faktisch, dass wir uns zu Universalgelehrten entwickeln sollten, die noch mehr Disziplinen beherrschen. Wenn wir das Potential computergestützter Werkzeuge voll ausschöpfen und unsere Messlatte höher legen, können wir es schaffen. Aber es reicht nicht aus, unsere bisherigen Arbeitsweisen zu automatisieren.“

Wenn man das erweiterte fachliche Profil als das „Zuckerbrot“ betrachtet, das die Mitglieder dieses Berufsstandes zur Aneignung neuer Kenntnisse und Fertigkeiten motiviert, darf man die „Peitsche“ nicht vergessen: Die unbedarfte Nutzung von IT-Werkzeugen kann zu Gebäudeschäden führen, für die dann die Ingenieure verantwortlich gemacht werden. „Wer sich wie ich mit der ingenieurwissenschaftlichen Ursachenanalyse befasst, fürchtet sich schon seit Jahren vor dem Extremfall – einen durch Computer verursachten Schaden“, meint David Odeh.

„Ein so schwerwiegendes Ereignis scheint bislang noch nicht eingetreten zu sein“, fährt er fort, „aber wir haben zumindest schon Fälle erlebt, in denen ein Gebäude aufgrund falscher Berechnungen nicht über die geplanten Leistungseigenschaften verfügt. Dabei handelt es sich nicht um echte Computerfehler – sie werden nicht durch Softwareprobleme oder Bugs verursacht –, sondern sind für gewöhnlich darin begründet, dass Ingenieure die Beschränkungen einer Software nicht nachvollziehen können.“

Diese positive Zukunftsvision wird vom Hochbau-Institut des amerikanischen Berufsverbands der Bauingenieure (ASCE) nachdrücklich gefördert; die Reaktionen darauf sind „enorm positiv“, berichtet David Odeh. „Hochbauingenieure sind selbstverständlich daran interessiert, ihre Bedeutung und den Respekt für ihre Arbeit zu wahren. Und natürlich möchten sie auch weiterhin zur Gestaltung toller Bauwerke beitragen.“

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