Alle Zeichen deuten auf eine nachhaltige Strukturveränderung des gesamten Bauwesens hin. Mit überdurchschnittlichen jährlichen Zuwachsraten entwickelt sich die Bauwerkserneuerung und Bauwerkserhaltung zum Schwerpunkt des Baugeschehens. Auslöser dafür sind Alterung bestehender Bauwerke, Nutzungsänderung und die sich wandelnden Ansprüche an den Standard. Bild 1 zeigt die Verschiebung der Gesamtinvestitionen von Neubau- auf Erneuerungs- und Erhaltungsinvestitionen. Man erkennt, daß bereits heute die Erneuerungsinvestitionen die Neubauinvestitionen übertreffen. Bei einem Gesamtwert der bestehenden Bausubstanz von ca. 50 Billionen DM ergeben sich bei als optimistisch angenommenen Lebensdauern von ca. 100 Jahren jährliche Reinvestitionskosten von 500 Milliarden DM. Die hier anfallenden Kosten sind von den Bauherren in sehr vielen Fällen nicht aufbringbar. So ist die öffentliche Hand bereits seit einigen Jahren nicht mehr in der Lage, die notwendigen Erhaltungsmaßnahmen im Bereich der Verkehrsanlagen durchzuführen, wie der Mittelrückgang für diesen Bereich ausweist.

Für den Bauherrn ergibt sich hieraus die Forderung, die Lebensdauer eines Bauwerkes auch bei zwischenzeitlich veränderter Nutzung zu maximieren, wobei die Unterhaltungskosten minimal werden sollen. Die Entwicklung der Unterhaltungskosten hängt wesentlich von der Art der Bauwerksüberwachung und den daraus abgeleiteten Unterhaltungsmaßnahmen ab. Drei (vereinfachte) Szenarios sollen dies verdeutlichen (Bild 2):

1. Man unterhält das Bauwerk nicht, hat deshalb auch keine Kosten. Der Widerstand des Bauwerks nimmt an und wird plötzlich durch den Eintritt eines Schadens, d.h. eines Ereignisses, das die Nutzung drastisch einschränkt oder verbietet, auf einen deutlich kleineren Wert oder sogar auf Null abfallen (Bild 2a). Die Wiederherstellung ist teuer.

2. Man unterhält das Bauwerk, hat also etwa konstante Kosten je Zeiteinheit, die Gesamtkosten nehmen also etwa linear zu. Man sorgt dafür, daß der Widerstand - soweit erkennbar - nicht abnimmt. Auch hier kann er - wenn die Schwachstelle nicht erkannt wurde - plötzlich auf einen deutlich kleineren Wert oder auf Null abfallen (Bild 2b). Die Wiederherstellung ist teuer.

3. Man überwacht die relevanten Schwachstellen und wartet das Bauwerk, hat also höhere Kosten, da die Überwachung zusätzliche Mittel erfordert, hat aber keinen gravierende Reduktion des Widerstandes hinzunehmen (Bild 2c).

Neben den genannten wirtschaftlichen Beweggründen für eine optimierte Bauwerksüberwachung und -erhaltung sind die Aspekte der Einhaltung der Sicherheit von ausschlaggebender Bedeutung. Bild 3 zeigt symptomatisch die Entwicklung der Qualität von Bauwerken über die letzten 100 Jahre an einem Beispiel aus Japan, das aber sicher auch die Tendenz in anderen Ländern widerspiegelt. Im Bild wird ein Vergleich zwischen Baujahr und Schadensjahr von Brücken vorgenommen. Links im Bild 3 sind die Verhältnisse bei Straßenbrücken, rechts bei Eisenbahnbrücken dargestellt. Die Strahlen beginnen links mit dem Baujahr und enden rechts mit dem Schadensjahr. Man erkennt, daß alte Brücken offenbar wesentlich solider gebaut wurden als Brücken aus unserer Zeit, bei denen bereits wenige Jahre nach der Erstellung die ersten Schäden auftreten.

Die bei der Bauwerkserhaltung anfallenden Baumaßnahmen sind bei bestehenden Bauwerken durch zwei Umstände stark eingeschränkt. Einerseits können die tragenden Unterkonstruktionen oder die Fundamente i.a. nicht oder nur gering verändert werden. Damit entsteht ein Zwang, die Umbaumaßnahmen so vorzunehmen, daß die zusätzliche Eigenlasten so gering wie möglich ausfallen. Zum anderen können beim Arbeiten im Bestand schwere Hebezeuge i.a. nicht eingesetzt werden. Die Baumaterialien müssen dann auf andere Weise - häufig sogar händisch - in das Objekt transportiert werden. Auch hieraus folgt die Notwendigkeit, möglichst leichte Tragwerke oder Bauelemente einzusetzen.

Wegen des sehr günstigen Verhältnisses von Eigengewicht zu Festigkeit bieten sich hier Lösungen auf der Basis von Stahl oder Aluminium an. Auf Grund des hohen Preises, des relativ niedrigen E-Moduls (Durchbiegung!) und der ungünstigen Ökobilanzen werden Aluminiumtragwerke nur für Sonderfälle in Betracht kommen. Zur optimalen Nutzung müssen auch alle denkbaren Verbundwirkungen (Stahl-Holz, Stahl-Beton, Stahl-Kunststoff etc.) mit einbezogen werden.

Die Ingenieursozietät IPU forscht und entwickelt auf diesem Gebiet Bausysteme und -arten, die die o.a. Anforderungen erfüllen:

- Leichteste Träger, am Einbauort entfaltbar

- Leichtbau-Trägersysteme mit teilweise integriertem Brandschutz

- Deckensysteme, die aus beliebig kurzen einfachen I-Trägerstücken bestehen können, die geeignet zusammengefügt große Flächen überspannen können

- Stützensysteme, die sich einfach an örtliche Maßabweichung anpassen können

sind hierfür nur Stichworte.

Daneben werden Sanierungen an bestehenden Bauwerken geplant und ingenieurmäßig begleitet und zusätzlich Lebensdauerprognosen erstellt.