Radio Fri, Universität Karlsruhe, auf Sendung.
Radio Fri, die Stimme der Universität Karlsruhe, jeden Montag zwischen
17 und 18 Uhr auf 104,8 Megahertz.
Unser Thema heute, intelligentes Sprengen.
Dazu ist live bei uns zu Gast im Studio Prof. Schweizerhof vom
Institut für Mechanik der Universität Karlsruhe.
In der nächsten Stunde werden wir uns über das Sprengen von Gebäuden
unterhalten und über ein deutsches Forschungsprojekt mit dem Titel
Computergestützte Destruktion komplexer Tragwerke durch Sprengung.
Am Mikrofon begrüßt sie Olaf Berger und los geht's wie immer mit
Musik.
Prof. Schweizerhof, nochmal herzlich willkommen und vielen Dank, dass
Sie sich für diese Sendung Zeit genommen haben.
Vielen Dank für die freundliche Einladung zu dieser Sendung und die
Chance, über ein Projekt unserer Forschergruppe zu sprechen.
Einige unserer Hörer, mich eingeschlossen, haben noch nie eine
Sprengung eines Gebäudes live miterlebt.
Oft stellt man sich das dann so vor.
Großes Gebäude, vollgestopft mit Dynamit, weite Absperrungen
drumherum, eine lange Leitung bis zu einem kleinen Kasten mit einem
großen roten Knopf.
Ohren zuhalten, draufdrücken, ein lauter Knall, fliegende
Gebäudeteile, Staubwolke, fertig.
Was meinen Sie dazu?
Das ist sicher eine sehr schöne Vorstellung und wenn man weit genug
weg ist und nicht getroffen wird, dann war es sicherlich erfolgreich.
Aber wir sehen in letzter Zeit ja durchaus viele Gebäude, die zerstört
werden mit Sprengung.
Ich möchte daran praktisch erinnern, dass zurzeit von 2002 bis 2009
etwa zweieinhalb Milliarden Euro in Ostdeutschland für den Stadtneubau
Ost vorgesehen sind.
Und dabei ist 1,25 Milliarden Euro vorgesehen für den Abbruch.
Das heißt, der Abbruch selbst spielt eine große Rolle.
Und das wollen wir natürlich gezielt machen, mit hoher Effizienz und
möglichst mit wenig Beschädigung an den Teilen, die wir nachher noch
erhalten haben wollen.
Denn wir wollen ja im Bestand sprengen.
Das ist nicht nur für Gebäude der Fall, also Stadt, Städte, sondern
natürlich auch in anderen Gebieten.
Und wie wird es dann heute durchgeführt?
Meine kleine Karikatur entspricht bestimmt nicht ganz der Realität.
Heute baut man sehr stark auf Erfahrung und recht wenig noch auf
Simulation mit Programmen, die wir heute für den Aufbau und für die
normale Zerstörung schon sehr oft einsetzen können.
Für den Sprengabbruch hat man es noch wenig getan, weil es eine recht
hoch nicht-lineare Situation darstellt, weil wir zum Teil in den
Werkstoffen noch sehr viel forschen müssen und weil wir gerne
natürlich noch für viele Gebäude zu ineffizient wären.
Das heißt, wir können für sehr teure Tragwerke jederzeit heute schon
eine Sprengung simulieren.
Nur wollen wir natürlich für gängige Tragwerke das Ganze effizient
machen, sodass es in der Technologie für Standard öfter leichter
handhabbar wird.
Das ist das Ziel.
Am 6.
April diesen Jahres wurde das Postgebäude in Düsseldorf gesprengt und
man konnte in der Presse lesen, dass diese Sprengung misslungen ist,
weil dabei Oberleitung zerstört und der Verkehr auch erheblich
beeinträchtigt wurde.
Wie sieht denn eine erfolgreiche Sprengung aus?
Eine erfolgreiche Sprengung sieht so aus, dass die Fragmente in
Nahentfernung der Sprengung herunterfallen.
Das heißt, Fragmentierung ist nicht zu vermeiden und dass das Gebäude
gezielt zusammenstürzt.
Bauingenieure können auch den Mechanismus des Zusammenstürzens, das
ist nichts anderes als quasi starre Körper mit Gelenken oder mit
entsprechenden Abschnitten, vorhersehen.
Mit entsprechenden theoretischen Verfahren, das ist
Kontakttechnologie, nicht lernähere Materialien, große Deformationen,
schon entsprechend abbilden, sofern sie über das Gebäude ausreichend
Bescheid wissen.
Das ist natürlich auch eine weitere Schwierigkeit, dieses zu tun.
Bisher beruhte das immer auf den Erfahrungen der Sprengtechniker und
Sie wollen jetzt diese Erfahrungen in ein Simulationsmodell packen, um
das Ganze zu simulieren und dadurch das Ergebnis eines Sprengvorgangs
oder Prozesses vorhersagen.
Wann lohnt sich denn solch eine Sprengung?
Ganz kurz mal zu sagen, wir passieren das nicht auf Erfahrungen
alleine, das wäre zu wenig.
Wir haben ja theoretische Überlegungen, wir haben Materialgesetze, die
wir auch zum Aufbau von Tragwerken benutzen.
Da können wir auch Aussagen machen, wie lange hält ein Tragwerk, wie
viel Mehrlast hält es aus.
Und auf derselben Ebene simulieren wir, sodass das die klassischen
Gesetze der Mechanik und der Mathematik sind, der Physik,
Thermodynamik, die hier reinkommen, sodass wir sauber, ohne Erfahrung
abbauen.
Und wir können dann letztlich die Erfahrungen der Kollegen
nachvollziehen und auch unsere Modelle an den Erfahrungen letztlich
validieren.
Dann erhalten wir zuverlässige Instrumente, die in einem bestimmten
Bereich der Sicherheit das Ganze abbilden können.
Soweit wir, wie gesagt, über die verwendeten Materialien Bescheid
wissen, Alter des Betons, wenn wir wissen, wie viel Stahl ist in etwa
in dem Stahlbeton enthalten, wie stark ist er korrodiert, wie dick
sind die Wände, etc.
Sie sind an einem Forschungsprojekt beteiligt, das eine zweijährige
Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft erhält.
Und dieses Projekt trägt den Titel, wie ich schon eingangs erwähnt
hatte, Computergestützte Destruktion komplexer Tragwerke durch
Sprengung.
Welches Ziel wird denn letztendlich mit diesem Forschungsprojekt
verfolgt?
Das Ziel ist sichere Sprengung, effizient, d.h.
möglichst wenig Ladung, möglichst so, dass das weitere Schuttabräumen
einfach und preisgünstig erfolgen kann, dass man nicht mehr großen
maschinellen Einsatz braucht zum Durchtrennen von wesentlichen
Tragwerksteilen und dass die Struktur gezielt zusammenbricht in den
Bereichen, in denen wir das wünschen.
D.h.
also, dass Nachbargebäude weder beeindruckt werden durch zu hohe
Druckwellen, durch Fragmente die runterfallen, wenig Dreck, all dieses
soll gewährleistet sein.
Und dass wir die Struktur durch ihr eigenes Verhalten möglichst stark
zerstören.
Dazu müssen natürlich vorab Bohrungen, müssen Teilschnitte gemacht
werden, aber das soll minimiert werden.
Okay, also Wirtschaftlichkeit und Sicherheit soll erhöht werden
dadurch.
Vielen Dank.
Herzlich Willkommen bei Radio Free.
Wir sind im Gespräch über das Thema Intelligentes Sprengen zu Gast bei
mir im Studio, Prof. Schweizerhof vom Institut für Mechanik an der
Universität Karlsruhe.
Im ersten Teil haben wir bereits erwähnt, was die Ziele des
Forschungsprojektes sind.
Zum einen wäre da die Sicherheit, die erhöht werden muss und zum
anderen auch die Wirtschaftlichkeit des Sprengens, die verbessert
wird.
Herr Prof. Schweizerhof, vielleicht können Sie noch kurz an einem
Beispiel darstellen, wann es wirtschaftlicher ist zu sprengen und wann
ist es wirtschaftlicher mit der Abrissbirne anzurücken und das Gebäude
auf konventionelle Art abzutragen.
Gehen wir mal auf die wesentlichen Notwendigkeiten des Sprengens ein.
Sehen Sie mal die ganz hohen Kamine, die bei einzelnen Firmen oder
Fabriken heute noch stehen, dann sehen Sie ganz klar, dass Sie nicht
einen Mann hochschicken können, der Stein für Steinchen das oben
abbaut.
Das ist an sich ein typisches Bauwerk, das man sprengen muss.
Gleichfalls haben wir das gesehen bei sehr großen Bauwerken, zum
Beispiel in Kühltürmen, in verschiedenen älteren Wärmekraftwerken oder
bei Kernkraftwerken.
Das ist ein typisches Bauwerk, das in der Nähe der Kernkraftwerke
steht.
Diese sind sehr gut mit Sprengung abzubrechen.
Das Gleiche ist es bei sehr hohen Bauwerken, die aus Stahlbeton gebaut
sind, deren Abriss sehr, sehr teuer wäre.
Das wäre ein Durchtrennen lokal mit Lanzen etc.
Das würde unendlich viel Geld kosten und auch Zeit.
Und da kann man mit Sprengung und lokaler Vorarbeit sehr viel
erreichen und die Teile wirklich auch fast, man sagt jetzt nicht
mundgerecht, aber zumindest abrissgerecht sich zurechtlegen.
Das ist das Ziel, das besser zu machen.
Man hat Erfahrung, dass das sicher funktionieren wird und das wird mit
der Simulation deutlich besser werden.
Es kommt also auf die Art der Gebäude an, die dann auch festlegt, wie
das Gebäude abgetragen wird.
Bei kleinen Bauwerken, einfachen Häuschen, die aus Mauerwerk gebaut
sind, werden sie mit einer Abrissbirne recht schnell Erfolge erzielen
und da wird es nicht sinnvoll sein, mit einer Sprengung vorzugehen.
Insgesamt sind fünf Institute von drei Universitäten, und zwar Bochum,
Dresden und Karlsruhe an diesem Forschungsprojekt beteiligt, der
Forschergruppe 500.
Zwei davon sind aus Karlsruhe, nämlich das Institut für Massivbau und
Baustofftechnologie und Ihr Institut, das Institut für Mechanik.
Wie teilen sich die fünf Institute die Aufgaben auf?
Das ganze Projekt wurde im Prinzip gesteuert, wenn Kollegen die
Erfahrung in dem Bereich des Sprengens hatten.
Das waren unsere Kollegen vom Institut für Massivbau und
Baustofftechnologie in Karlsruhe, Herr Stemjewski, Kollege Stemjewski
und mein Kollege Stangenberg in Bochum und mein Kollege Hartmann, die
schon im Bereich Sprengung Erfahrung gesammelt hatten.
Wir haben uns nun das Arbeiten so aufgeteilt, dass wir eine sogenannte
Mehrebenen -Aufgabe haben.
Wir haben eine lokale Ebene, die von Professor Stemjewski bearbeitet
wird.
Er wird lokal auf der Ebene des Materials, praktisch des einzelnen
Materialpunktes, nachgesehen, was passiert mit dem Beton, wenn er
lokal unter sehr hohen Drücken gebracht wird.
Wie wird er zerstört?
Wie wird das Material zerstört?
Was geschieht mit dem einzelnen Steinkörnchen?
Wie wird das herausgedrückt?
Wie ernährt sich die Umgebung?
Dann folgt ein eigenes Projekt, bei dem wir die nähere Umgebung
betrachten, im Bereich 5 bis 8 Meter.
Dann haben wir das Projekt des Kollegen Stangenberg in Bochum, der
zuerst an der Erfassung der Bauwerke arbeitet.
Das heißt, zuerst praktisch eine Vorgehensarbeit.
Wie erfassen wir die Bauwerke?
Wo sind Schwächen?
Wo sind Stärken?
Wo liegen sie?
Wo sind im Prinzip Bewährungen zu erwarten?
So dass wir da eine Grundvorgehensweise haben, mit der wir das
angehen.
Und der außerdem, da er auch Massivbauer ist, also mit Betonbauwerken
zu tun hat, uns ganze Kennlinien liefern wird für das Zerstören von
Bauteilen.
Diese Kennlinien für die Arbeiten macht mein Projekt Vorarbeiten, die
werden bei Stangenberg dann durchgerechnet.
Dieses liefert er dann weiter an unser viertes Projekt, das ist das
von Professor Hartmann, auch in Bochum, der als Softwaremann arbeitet.
Der also die Software zusammenfasst in letztlich ein Programm, das man
quasi auf dem Markt dann direkt benutzen kann mit einfachen Annahmen.
Da fließen also alle unsere Erfahrungen mit ein, so dass wir am
Schluss ein Programm haben, das sehr schnell rechnen kann.
Wir geben durch Detailberechnungen lokale Unterstützung, so dass man
recht schnell zu grundsätzlichen Kennlinien kommt bei diesem Programm.
Das fünfte, wenn ich das kurz noch abschließen darf, ist die ganze
Unsicherheit, mit der das Ganze befasst ist.
Hier nimmt man an, dass wir etwas berechnen können, so wie es da ist.
Das ist im seltensten Fall so.
Wir müssen mit gewissen Unsicherheiten und Unschärfen arbeiten.
Keiner weiß, wie der Beton links und rechts ist.
Das wird mit dem fünften Projekt von Professor Möller aus Dresden, der
sich mit dieser Unsicherheit beschäftigt.
Sie befassen sich also mit dem Ebene 2, um bei diesem Begriff Multi
-Ebenen -Modell zu bleiben, mit dem Bereich 5 bis 10 Meter.
Und wie sieht das genau aus?
Was verwenden Sie für Verfahren, um dort zu neuen Erkenntnissen zu
gelangen?
Wir bilden natürlich das Lokale, das Professor Stemjewski hat.
Er gibt uns die Daten.
Wir fügen das ein in ein sogenanntes globales Modell.
Wir machen aus der Millimeter-Betrachtung, die Professor Stemjewski
hat, mehrere Zentimeter Dezimeter betrachtet, sodass er globale Größen
bekommt.
Und dann teilen wir das System mit der Methode der finiten Elemente
auf und berechnen letztlich die Auswirkungen in der Nähe der
Sprengung.
Und zwar mit dem Ziel, welche Auswirkungen hat diese Sprengung auf
benachbarte Bauteile?
Und, da wir ja damit rechnen, dass wir nicht nur an einer Stelle eines
Bauwerks springen, sondern gezielt an verschiedenen Stellen
Sprengstoff anbringen, wie ist die Interaktion zwischen in der Nähe
liegenden Sprengung, da haben wir ja Druckwellen, die durchlaufen, und
deren Interaktion und Reaktion mit einzelnen Bauteilen, Ecken, Wänden
etc., das wollen wir untersuchen, das Ziel unseres Projekts.
Also die Auswirkungen der Druckwellen auf die Umgebung?
Auf der näheren Umgebung, im Gebäude.
Also der Gebäudestruktur, nicht die Druckwelle, die auf Nachbargebäude
etc.
wirkt.
Sie haben gerade die Methode der finiten Elemente erwähnt, können Sie
für unsere Hörer vielleicht kurz darstellen, worum es da geht?
Jawohl, ich mache gerade eine schöne Vorlesung auch über diese
Einführung der Methode der finiten Elemente.
Normalerweise hat man Schwierigkeiten, Strukturen, die etwas
schwieriger sind zu beschreiben.
Wir fangen ja bei den Ingenieuren an mit den normalen Stäbchen, da hat
man einfache Ergleichungen für den Zusammenhang zwischen einzelnen
Verschiebungen, Verformungen innerhalb dieses Körpers.
Wenn die Strukturen etwas komplizierter werden, von der Geometrie her
oder auch vom Material, benötigen wir Methoden, die uns auch dieses
erlauben zu erfassen und dazu ist die Methode der finiten Elemente
geeignet.
Finite Elemente heisst im Prinzip eine Aufteilung des
Berechnungsgebietes in einzelne kleine Elemente, für die wir recht
einfache Ansätze für das Verhalten machen können.
Und die wir dann bei unserer Methode wieder zusammenfügen und als
Unbekannte erhalten wir dann an einzelnen Punkten, sprich den Knoten,
unsere unbekannte Verschiebung.
Das führt am Schluss zu großen Gleichungssystemen und was uns das in
heutiger Zeit ermöglicht zu lösen, ist, dass wir die einzelnen
mathematischen Prozesse, da ist zwischendurch eine Integration
involviert, Zusammenbau von Matrizen und dann am Schluss die Lösung
von Gleichungssystemen mit großen Rechnern machen können.
Und da können wir euch auch wieder etwas Stolzes für Karlsruhe sagen.
Karlsruhe ist eines der großen Rechenzentren in Deutschland, sogar in
Europa.
Baden -Württemberg ist da sehr stark in den Investitionen für die
Hochschulen.
Gut, das Ganze hat also viel mit mathematischen Formeln und Modellen
zu tun.
Und dieses ganze Modell, dieses System, was Sie aufgrund der
physikalischen Gegebenheiten konstruieren, fließt dann in die Ebene 5
rein, wo die Software gestrickt wird.
Ist das richtig?
Richtig, das ist das Ziel.
Also wir geben an Herrn Hartmann aus Bochum dann weiter, wie ist das
grundsätzliche Verhalten.
Wir versuchen ihm einfache Kurven mitzugeben, um praktisch seine
letztlich in die Software einfließenden relativ einfachen Modelle
wiederzugeben.
Denn wenn wir jetzt das so fein modellieren würden, wie bei dem
Projekt von Ernst Dembiewski oder in meinem Projekt, dann würden wir
für auch relativ einfache Gebäude die größten Rechner der Welt
benötigen.
Und das würde natürlich für einen gezielten Abbruch keinen Sinn
machen.
Das heißt, da werden dann die wichtigsten Vorgehensweisen
rausgefiltert und man bekommt damit eine recht gute Näherung, wie sich
das Gebäude bei der Sprengung verhalten wird.
Richtig, wir werden also zum Beispiel mit einzelnen Bauteilen, die
werden dann quasi als Starr abgebildet im Modell und wir werden die
Deformation an sogenannten Gelenken dann konzentrieren können, sodass
wir den Zusammenbruch relativ sauber simulieren können und auch
absichern können, dass dieses so passiert.
Das heißt, wir werden sagen können, dort muss vorher eine Schwächung
eingebracht werden in einer Struktur, dann gefällt es in eine
bestimmte Richtung.
Und dort muss Starr gesprengt werden, dort mit einer anderen Ladung,
sodass wir da sehr viel gezielter vorgehen können als heute und sehr
viel filigraner.
Das heißt also auch durchaus Vermeidung von Schmutz etc.
und Staub.
Wie groß schätzen Sie die Fehleranfälligkeit solcher numerischer
Verfahren ein?
Sie beschäftigen sich ja auch damit, wenn Sie in Ihrem
Forschungsprojekt extra eine eigene Ebene dafür eingerichtet haben?
Die Unsicherheiten sind natürlich, wenn man an Gebäude betrachtet, das
schon steht, normalerweise recht hoch.
Also höher als wenn wir Gebäude bauen und da haben wir auch natürlich
immer schon einen gewissen Unsicherheitsbereich.
Denn Beton zum Beispiel und auch Stahl wird ja gefertigt.
Wir haben zwar Mindestanforderungen, aber es kann durchaus sein, dass
einzelne Teile sehr viel höher, zum Beispiel Fließgrenzen haben.
Und das kann sich manchmal für ein Verhalten doch stark auswirken,
sodass wir im Prinzip immer mit einer gewissen Unsicherheit rechnen
müssen.
Was wir natürlich hier mit Berechnungen üblicherweise machen, sind
deterministische Aussagen.
Deterministisch heißt, mit festen Zahlen rechnen wir ganze Zahlen aus.
Diese Unsicherheiten kann man über Parameterkombinationen abgelten,
das heißt Variationen.
Und um das sinnvoll zu machen, gibt es natürlich auch mathematische
Verfahren, das sind Stochastische Verfahren.
Oder in unserem Fall ist Professor Müller aus Dresden ein Experte für
die Fuzzy Randomness.
Das ist eine gewisse Unsicherheit in Eingaben und in Daten.
Wir wissen die Geometrie nicht ganz genau, wir wissen nicht ganz
genau, wo liegen die Eisen.
Und dieses wird dann abgebildet.
Das heißt, wir geben eine Zahl ein und er ergibt dann einen
Schwankungsbereich, in dem das entsprechend wirkt.
Also man versucht durch mathematische Methoden die Ungenauigkeiten der
Materialien, die in dem Gebäude sind, wo man nicht genau weiß, aus was
sie bestehen, wieder auszugleichen.
Richtig.
Das heißt, natürlich werden wir dann eben sagen, es entfliegt in einer
oder zwei Meter Entfernung weg.
Aber wir können zumindest sagen, es wird nicht drei Meter sein.
Der Grenzbereich wird sehr sauber einschränkbar sein und das ist eine
große Sicherheit für unsere Methode.
Herzlich willkommen bei Radio Free, noch immer im Gespräch zum Thema
Intelligentes Sprengen.
Mein Studiogast Prof. Schweizerhof vom Institut für Mechanik an der
Universität Karlsruhe.
Sie forschen zusammen mit Ihrem Kollegen Prof. Stempniewski, der vom
Institut für Massivbau und Baustofftechnologie kommt.
Sie sind zusammen an dem DFG-Forschungsprojekt über Intelligentes
Sprengen, wenn ich das mal so verkürzt sagen darf.
Wo liegt denn sein Aufgabenbereich?
Sie haben es vorhin ja schon erwähnt, er ist eine Ebene unter Ihnen,
sage ich jetzt mal, im mikroskopischen Bereich.
Schaut sich also die einzelnen Betonkörnchen an, wie die sich
verhalten.
Richtig, wir als Bauingenieure, wir sind ja alles Bauingenieure, die
hier in diesem Projekt mitwirken, man ist etwas überrascht über die
Aufgaben der Bauingenieure, die bauen und zerstören ihre eigenen
Bauwerke, arbeitet Prof. Stempniewski mit seinem Institut am Werkstoff
selbst.
Und das Wesentliche ist ja, das ist weniger bekannt den Laien, dass
man die Erfassung des Materialverhaltens an sich die zentrale Aussage
darstellt.
Wir später natürlich eine der zentralen Aussagen, ohne die wir eine
genaue Vorhersage nicht treffen können.
Herr Stempniewski geht hier quasi auf das Mikroskopische ein, wie
verhalten sich die Körner, wie ist das lokale Vorgehen bei der
Sprengladung, wie bewegen sich die Körner aus dem Material heraus, das
heißt, wie werden die lokal zusammengedrückt.
Wir rechnen hier ja im Gegensatz zu den üblichen Bauwerken, bei denen
wir annehmen, dass die Kontinuität erhalten bleiben, lokal mit einer
Zerstörung.
Und das ist die eigentliche Schwierigkeit bei der Erfassung des
lokalen Materialverhaltens.
Wir müssen da auch andere Modelle anwenden, wie bei dem Bereich, das
Verhalten, das ich abbilde mit meiner Gruppe.
Wir versuchen die Kontinuität zu erhalten und nur höchstens mal
lokalen, etwas größeren Deformationen, Gelenke quasi vorzugeben, die
wir plastisch deformieren.
Und Herr Stempniewski macht diese lokale Deformation.
Wir haben da ja entsprechend in ungeheuerlich kurzen Zeiten, etwa 5
Mikrosekunden, haben wir dort einen Druck, der sich in die Größe von
etwa 10 hoch 4 Megapaskal aufbaut und der natürlich zu einer
Zerstörung des lokalen Materials führt.
Das muss auch gemessen werden, damit man nachher Materialmodelle hat,
die man in einer Simulation verwenden kann.
Kurze Frage, wie misst man denn sowas, wenn so Staubkörnchen irre
schnell durch die Luft fliegen?
Wie funktioniert das?
Da haben Sie ja den kritischen Punkt angesprochen.
Da ist natürlich im Bereich recht wenig zu messen.
Das Institut selbst bei Professor Stempniewski verfügt hier schon über
einige Erfahrungen.
Da gibt es klassische Messungen, den man zur Bemessung verwendet.
Man hat dort sehr viel Erfahrung mit Sprengungen.
Man beobachtet es auch durch beobachtende Verfahren, sprich durch rein
visuelle Verfahren und auch entsprechend durch das Anbringen von
Messstreifen, die natürlich in unheimlich kurzer Zeit ansprechen
müssen.
Das heißt, die Messtechnik ist recht kompliziert.
Und Professor Stempniewski mit seinen Mitarbeitern, Dr. Herrmann, der
als Physiker das Projekt dort leitet, der ist in der Lage und verfügt
über so viele physikalische Kenntnisse, dass er da neue Messtechniken
aufbaut.
Das ist eines der zentralen Punkte.
Also niemals Simulation ohne Messung am realen Objekt.
Also werden wahrscheinlich auch Hochgeschwindigkeitskameras und solche
Sachen eingesetzt, könnte ich mir vorstellen.
Es ist eine sehr große Hochgeschwindigkeitskamera vorhanden, mit der
wir im Detailbereich sehr beobachten können, denn daraus können wir
Rückschlüsse für die Qualität unseres Modells schließen.
Natürlich brauchen wir noch lokal entsprechende sogenannte DN
-Messstreifen, denn wir haben ja ein spezielles Phänomen, das sehr
stark auch lokal begrenzt ist.
Wenn ein Werkstoff sehr schnell beansprucht wird, hat er ganz andere
Festigkeiten wie ein Werkstoff, der langsam beansprucht wird.
Also er wirkt auf das beanspruchende Teil sehr viel steifer.
Das heißt, wenn Sie schnell versuchen etwas zu bewegen, erscheint es
sehr viel steifer.
Im Prinzip wie wenn Sie auf Wasser aus sehr großer Höhe mit hoher
Geschwindigkeit aufschlagen, ist natürlich das quasi auch etwas
steifer für einen selbst.
Und Ihr eigener Forschungsbereich basiert jetzt auf diesen
Erkenntnissen, die der Professor Stempniewski dort sammelt?
In welcher Form bekommen Sie die dann geliefert?
Wir machen quasi eine Abbildung in einzelnen Körnchen.
Wir legen dann quasi eine Mittelbildung durch diese Körner durch,
sodass wir für die einzelnen Körnchen quasi ganze Teile annehmen, die
sich in einer bestimmten Form verhalten und wir dann Zusammenhänge
haben, zum Beispiel zwischen einer Kraft und einer Verschiebung oder
Verdrehung, Momentumverdrehung, sodass wir darüber dann Auskunft haben
und das in unsere Modelle, die größere Bereiche abdecken können,
reinstecken.
Also man muss klar sagen, er bildet einen lokalen Bereich der
Sprengung ab, im Bereich 10-20 cm, mit vielen Tausenden von
Unbekannten.
Da gibt es spezielle neue Verfahren, wenn ich die kurz ansprechen
darf.
Ich hatte ja das Verfahren der finiten Elemente angesprochen.
Hier gibt es dann sogenannte elementfreie Verfahren oder unter anderem
auch Smooth Particle Hydrodynamics angesprochen.
Das sind Verfahren, bei denen jetzt nicht mehr mit kontinuierlichen
Übergängen oder Elementen gearbeitet wird, sondern mit quasi
überlappenden Elementansätzen, die uns dann auch eine Trennung von
Partikeln erlauben.
Warum ist gerade das Thema intelligentes Sprengen für die DFG
förderungswürdig?
Oder anders gefragt, wie wird ein Forschungsprojekt zu einem Projekt
der DFG?
Ein Projekt der DFG ist ja nicht für angewandte Forschung zuständig,
sondern für Grundlagenforschung.
Hier in dem Bereich handelt es sich um Grundlagenforschung, im Bereich
der Materialforschung, Projekt Stemlewski in meinem Bereich, wo wir im
Prinzip die Stoßwellenausbreitung in der Nähe abbilden, im
Zusammenhang, und auch in dem Bereich des Softwareprojekts von
Professor Hartmann.
Dort ist ja auch die Grundlage, man versucht ein komplett
objektorientiertes Software zu erstellen.
Und auch natürlich in dem Bereich der Fassiness, der Erfassung von
Unschärfen bei hochnichtlinearen Prozessen, wie dem Unsringen.
Das Projekt Sternberg bildet dann den Übergang quasi zur stärkeren
praktischen Anwendung.
Auch die DFG muss heutzutage letztlich auf ein Ziel hingehen, dass man
irgendwo im Ingenieurbereich zumindest auch Anwendungen in der Praxis
sieht.
Und das gibt ein sehr attraktives Projekt, Grundlagenforschung mit
einer eindeutigen praktischen Anwendung.
Zum Schluss ganz kurz, welche Interessenten haben Sie, wenn Sie dieses
Forschungsprojekt fertiggestellt haben?
Wir haben ja im Baustellenwesen sehr viele Ingenieurbüros, die sehr
leistungsfähig Berechnungen durchführen, jeder Komplexität.
Es wird jetzt nicht eine kleine Baufirma sein, sondern solche
Konsultingbüros, die dann mit der Software umgehen können.
Das sind Leute, die zum Beispiel aus den Hochschulen mit speziellen
Kenntnissen abgehen.
Das sind Promovierte oder auch Diplomanten mit entsprechenden
Vertiefungsrichtungen.
Die könnten so eine Software dann gut anwenden, mit einer
entsprechenden Schulung und einer Rückkopplung mit den
Hochschulinstituten.
Also da wird es schon fähige Leute geben.
Wir haben ja heute schon recht gute Software am Markt für andere
Teile, die auch recht komplex sind und für die unsere Leute
ausgebildet werden.
Und ich kann nur jedem empfehlen, ich sage immer schön, Bauingenieur,
da haben Sie in Rosenbach, Arbeitsbereich in allen Richtungen.
Hochkomplex, nicht linear, Sie können alle möglichen Strukturen
berechnen.
Radio Free, noch immer im Gespräch mit Professor Schweizerhof zum
Thema intelligentes Sprengen.
Nun werden ja nicht nur Gebäude gesprengt, um neuen Bauvorhaben Platz
zu machen, auch der Terrorismus sprengt sich immer wieder in das
Bewusstsein der Öffentlichkeit.
Christian Guthardt behauptet in seinem Buch 11.
September, ein Untersuchungsbericht, folgendes Zitat.
Nachdem Fachleute in aller Welt spontan von den Bildern der
blitzschnell zusammenfallenden Türme beeindruckt waren und den
verantwortlichen Sprengtechnikern großes Lob zollten, wurde von
offizieller Seite eine überraschende Erklärung nachgeschoben, die den
Eindruck der Sprengung beiseite wischen sollte.
Nämlich die Behauptung, der Kollaps sei Ergebnis einer Kettenreaktion,
die letztlich auf brennendes Flugbenzin zurückzuführen sei.
Professor Schweizerhof, was halten Sie für wahrscheinliche Sprengung
oder Kerosinbrand?
Also gut, das ist relativ einfach zu sagen, weil die Gründe für dieses
Versagen der Bauwerke ganz klar vorliegen.
Die Auflager der Querträger waren alle recht klein bemessen.
Und da das ja alles Hochhäuser aus Stahlteilen waren, sind die
natürlich bei der großen Menge an Kerosin, die hier einwirkte, war
eine riesige Hitze für eine recht lange Zeit.
Und diese kurzen Auflager sind eben weich geworden, plastiziert, und
dann bewegte sich ein Stockwerk und nachdem ein oder mehrere
Stockwerke sich nach unten bewegten, war das eine letztliche
Kettenreaktion in der Form.
Sie hat aber eine große Ähnlichkeit mit dem, was wir gerne haben,
natürlich beim Sprengen.
Das heißt, wir haben da einen sehr gezielten Zusammenbruch.
Und wir hätten im Prinzip so ein Bauwerk wie das Wirthreuzender auch
genau so gesprengt, dass wir die Auflager weggesprengt hätten.
Damit hätten wir genau diesen sehr schönen vertikalen Zusammenbruch
der Bauwerke erreicht.
Natürlich versucht, die nach außen fallenden Bauteile vorher zu
begrenzen, was bei diesem Bauwerk dieser Höhe außerordentlich
schwierig war.
Aber der Effekt war natürlich sehr groß, wobei ich nicht vermute, dass
die Kollegen, die in den Flugzeugen saßen, darüber Bescheid wussten.
Das waren mehr Amateure.
Das heißt also, die Träger aus Stahl, nehme ich mal an, sind durch den
Brand des Kerosins, die Hitze, die sich da entwickelt hat, weich
geworden.
Und das war die Ursache für den Einsturz der Geräte.
Man kann ja klar sagen, wir wissen ja, dass so und so viele Stützen
kaputt gingen bei der Einwirkung durch das Flugzeug, sind
reingeflogen.
Und das Versagen dieser Stützen hat ja nicht zum Zusammenbruch
geführt.
Die haben ja immer noch das Gebäude gehalten, sicherlich mit weniger
entgültigendem Widerstand und Sicherheit, aber das war es nicht.
Stichwort Sicherung von Gebäuden.
Wie kann man denn Gebäude vor solchen Sprengstoffanschlägen,
beispielsweise eine Autobombe, schützen?
Gibt es da Maßnahmen oder ist das nicht möglich?
Es ist nicht anders, als die Autobombe in möglichst großem Abstand von
den Gebäuden zünden zu lassen.
An sich sind eben Gebäude mit einer gewissen Höhe und Ausdehnung immer
gefährdet.
Das ist nicht vermeidbar.
Das ist allein durch ihre Dimension.
Wir bauen in Deutschland mit oftmals etwas größerer Sicherheit als in
den USA.
Das liegt an dem etwas größeren Aufwand, den wir in unsere Gebäude
reinstecken.
Wir versuchen gerade gewisse Redundanzen noch zu erzeugen, um beim
Versagen gegenzuwirken.
Das wird man in den USA jetzt aufgrund dieser Erfahrung natürlich auch
machen.
Aber wenn Sie unten ein Gebäude haben, das unten zugänglich sein soll,
Sie haben unten Stützen, dann sieht jeder, dass er im Prinzip eine
Stütze kaputt machen muss, um das Gebäude zum Einsturz zu bringen.
Und solange Sie eben Personen an diesen Stützen vorbeiführen, lässt
sich das nicht vermeiden.
Die Bauingenieure unter den Terroristen werden auch noch genauer
wissen, was zu tun ist, um den Einsturz herbeizuführen.
Professor Schwarzhoff, ich bedanke mich für das Gespräch und ich
bedanke mich, dass Sie hier waren.
Vielen Dank.
Herzlichen Dank ebenfalls.
Wir haben 17.52 Uhr und sind am Ende unserer Talksendung zum Thema
Intelligentes Sprengen angelangt.
Zu Gast im Studio war Professor Schwarzhoff vom Institut für Mechanik
der Universität Karlsruhe.
Für die Technik verantwortlich war Valentina Dobrosavjevic, die
Moderation hatte Olaf Berger.
Wir danken Ihnen fürs Zuhören und würden uns freuen, wenn Sie nächsten
Montag ab 17 Uhr wieder dabei sind.