Smart Engineering

Technische Lösungen haben vielfach das Manko der Kompliziertheit. Der deutsche Mathematiker und ehemalige IBM – Chief Technology Officer Gunter Dueck beschreibt das Manko ingenieurwissenschaftlicher Lösungen anhand der „Einfachheitskurve“ wie folgt:

„Die erste Version des Produktes ist noch primitiv und kann nur für wenige Zwecke verwendet werden (…) Die zweite Version des Produktes ist schon ganz gut, sie ist für viele brauchbar, ist aber nun kompliziert zu bedienen oder zu verstehen (…) In einer dritten Stufe ist das Produkt nun hochkomplex ausgereift. Es kann alles, was denkbar ist, aber dazu muss man jetzt leider ein Experte sein (…) Nach der hochkomplexen Lösung, dem „All-in-one-all-Features-Monster“ gibt es noch eine „smarte“ Lösung. Sie hat einen Großteil der Funktionalität, ist aber für den Anwender einfach zu bedienen (…) Das genial Einfache tut genau das, was es soll. Es macht so ungefähr alle irgendwie glücklich“.

Smart Engineering

Technische Lösungen, die smart, genial einfach, gleichzeitig aber schön sind, sind auch das eigentliche Ziel im Ingenieurwesen. Gegenüber technischen Lösungen, die komplex, unübersichtlich und umständlich sind, muss es immer auch dem Ansinnen des gestaltenden Ingenieurs entsprechen, Lösungen zu suchen, die einfach, schön, transparent, intuitiv, nachvollziehbar, allgemein verständlich und scheinbar perfekt sind.

Zur Funktionalität gehört auch die Robustheit eines Produktes, das nicht anfällig ist für Fehler und Mängel, sondern sich durch eine möglichst lange Lebensdauer auszeichnet, weil ihm der Überalterungsprozess – sowohl technisch als auch ästhetisch – fremd ist. Bei der Ästhetik ist auch schon die zeitlose, klassische Gestaltung das Thema. Wenn ein Gegenstand uns über lange Zeit hinweg gefällt, weil er keinen wechselhaften Modeerscheinungen entspricht, sondern prinzipielle Gestaltungsprämisse verfolgt, dann erhöht dies auch den Wert.

Der Unterschied besteht im Vergleich eines massiven, antiken Möbelstückes, das bestenfalls über Jahrhunderte hinweg seinen Wert behält zum Billigmöbelstück, das nach 10 Jahren eine Angelegenheit für die Mülltrennung ist. Freilich passt letzteres auch in unsere flexible Zeit der kollektiven Unverbindlichkeit. Um smarte Lösungen, die nachhaltig und perfekt sind, und die sich folglich in der Zeit beweisen, handelt es sich dabei allerdings nicht.

Und im Konstruktiven Ingenieurbau?

Wollen wir im Konstruktiven Ingenieurbau bauliche Strukturen schaffen, die in Planung und Verwirklichung „smart“ sind, dann müssen sich bestimmte Planungsgrundlagen ändern. Der Bauingenieur Mike Schlaich hat diese Prinzipien pointiert auf den Punkt gebracht.

Kurze Spannweiten zahlen sich grundsätzlich aus, weil die Bauteildicke mit der Spannweite exponentiell zunimmt. Daraus resultiert aber auch ein Raumprogramm, das auf diese bauliche Effizienz abgestimmt ist. Ohne die enge Zusammenarbeit mit Architektur und Technischer Gebäudeausrüstung funktioniert das nicht.

Aus statischer Sicht ist es vielfach zwar eine effiziente Methode, Tragwerke zu vereinfachen, um diese effizient überblicken zu können. Die Analyse von Tragwerken als gelenkige Einfeldträger ist zwar meistens eine sichere Vereinfachung, führt jedoch auch zu einer Überdimensionierung. Durchlaufwirkungen sowie Rahmenwirkungen im Sinne einer integralen Bauweise zahlen sich aus.

Auf Biegung beanspruchte Tragstrukturen haben – zumindest im elastischen Bereich – den Nachteil, dass nur die äußerste Faser effizient ausgenutzt wird. Demgegenüber sind Tragstrukturen, die aus Zug- und Druckstäben bestehen – etwa ein Fachwerk – wesentlich effitzienter. Die Losung „Beyond Bending„, die bereits bei dem grandiosen Bauingenieur Pier Luigi Nervi angewandt wird, ist folglich mehr denn je eine Option und ein Primat. Derartige Strukturen erfahren derzeit mit Philippe Block oder John Ochsendorf eine regelrechte Renaissance, waren jedoch insbesondere bei den Pionieren des Betonbaus im 20. Jahrhundert immer ein Thema.

Materiell ist es mehr denn je ein Gebot der Stunde, die Werkstoffwahl je nach Bauaufgabe und gemäß der Rahmenbedingungen unverbindlich handzuhaben. Die Festlegung auf einen Werkstoff oder die Kombination verschiedener Werkstoffe im Sinne einer hybriden Bauweise sollte erst nach intensiver Variantenstudie stattfinden.

Literatur:

[1] Gunter Dueck: „Schwarmdumm – So blöd sind wir nur gemeinsam“, Goldmann Verlag, München 2018

Stichworte: Smart Engineering, Smart Home, Smart Cities, Smart Mobility

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