Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

22
Panel 1
D – Life cycle management system for the assessment of sustainability
D – Lebenszyklusmanagementsystem zur Nachhaltigkeitsbeurteilung
Autor
Prof. Dr.-Ing. Peter Schießl,
Technische Universität München
schiessl@ib-schiessl.de
Studium des Bauingenieurwesens
an der TU München;
1973 Promotion; Tätigkeit am
Institut für Betonstahltechnik;
1985–1998 Professor
für Baustoff kunde an der
RWTH Aachen und Direktor am
Institut für Bauforschung; seit
1998 Professur für Baustoff -
kunde und Werkstoff prüfung
an der TU München und Direktion
des Centrums Baustoff e
und Materialprüfung der TU
München.
Any operator of a building or structure is faced with the
key task of maintaining and preserving infrastructural
buildings or structures on a systematic basis and in the
long term. Due to limited budgets, cost eff ectiveness considerations
over the entire service life of the building or
structure play a major role in this regard. In this context,
it should be noted that a construction project is not necessarily
economical if design and building costs are low. By
contrast, any investment or capital expenditure can be assessed
exhaustively from an economic point of view only
if all relevant follow-up costs, such as those of required
maintenance work, demolition or subsequent new construction,
are included in these considerations. To provide
a reliable estimate of these follow-up costs, a realistic forecast
of the condition of the building or structure over time
is required.
In subproject D, a predictive life cycle management
system (PLMS) was developed and implemented as a prototype
software (Fig. 1).
The underlying concept of this life cycle management
system relies on a combination of probabilistic damage
models to predict the condition of the building or structure
and non-destructive testing methods on the basis of a
three-dimensional building model with a hierarchical
structure. This approach enables the direct linkage of
measured values to the virtual model and their subsequent
reading. In addition, the condition forecast outcome
can be visualized in relation to each structural component,
which makes it easier to detect weaknesses. In
turn, the fi ndings of structural analyses can be used to
render the original condition forecast more accurate in
subsequent steps in order to continuously improve the
quality of the forecast over the service life.
Due to the fl exibility of its design, this system can be
applied to various levels (such as components or entire
structures) and to structures with varying degrees of complexity.
It thus supports operators of buildings or structures
in their eff orts to ensure a mode of operation that
remains cost-eff ective in the long term whilst always taking
account of existing user requirements.
Fig. 1 User interface of the developed prototype software.
Abb. 1 Benutzeroberfl äche des entwickelten Software-Prototyps.
| Proceedings 54 th BetonTage
Angesichts alternder Bauwerksbestände stellt die nachhaltige
und systematische Erhaltung von Infrastrukturbauwerken
eine zentrale Aufgabe für den Bauwerksbetreiber
dar. Aufgrund limitierter Haushaltsmittel spielen
hierbei besonders Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen über
die gesamte Nutzungsdauer des Bauwerks eine große
Rolle. Dabei ist zu beachten, dass eine Baumaßnahme
nicht zwingend dann ökonomisch ist, wenn Planungs-
und Herstellungskosten gering sind. Vielmehr kann eine
Investition aus ökonomischer Sicht erst dann erschöpfend
beurteilt werden, wenn auch alle relevanten Folgekosten
von anfallenden Erhaltungsmaßnahmen bis hin
zum Abriss bzw. Neubau in die Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
mit einfl ießen. Um diese Folgekosten zuverlässig
abschätzen zu können, ist eine realitätsgetreue Prognose
der Zustandsentwicklung eines Bauwerks nötig.
Innerhalb des Teilprojekts D wurde ein prädiktives
Lebensdauermanagementsystem (PLMS) entwickelt und
in Form eines Software-Prototypen umgesetzt (Abb. 1).
Das Grundkonzept des Lebensdauermanagementsystems
beruht auf der Kombination probabilistischer
Schädigungsmodelle zur Zustandsprognose und zerstörungsfreier
Untersuchungsmethoden auf Basis eines
dreidimensionalen, hierarchisch organisierten Bauwerksmodells.
Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Messergebnisse
direkt am virtuellen Modell verankern und
später dort ablesen. Außerdem ist das Ergebnis von Zustandsprognosen
bauteilbezogen visualisierbar, wodurch
Schwachstellen leichter zu erkennen sind. Die Ergebnisse
der Bauwerksuntersuchungen können ihrerseits herangezogen
werden, um die ursprüngliche Zustandsprognose
sukzessiv zuzuschärfen und so die Prognosequalität
über die Nutzungsdauer kontinuierlich zu verbessern.
Aufgrund der geplanten Flexibilität kann dieses System
auf unterschiedlichen Systemebenen (Bauteil bzw.
Bauwerksebene) sowie für Bauwerke unterschiedlicher
Komplexität angewandt werden und unterstützt somit
Bauwerksbetreiber bei einem wirtschaftlich und nachhaltig
optimierten Bauwerksbetrieb gemäß der Nutzeranforderungen.
BFT 02/2010