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Forschung
Forschungsschwerpunkte

Forschungsschwerpunkte der Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie

DIGITAL EARTH

Zwei Wissenschaftler auf dem Messdach der Geodäsie. Zwei Wissenschaftler auf dem Messdach der Geodäsie. Zwei Wissenschaftler auf dem Messdach der Geodäsie. © FBG/C. Bierwagen

Der Forschungsschwerpunkt "Digital Earth" umfasst Forschungsarbeiten zum Messen (Sensorik) – Verstehen – Modellieren – Prognostizieren – Visualisieren – Verteilen von komplexen raum-zeitlichen Informationen und Prozessen auf und unter der Erdoberfläche.

Hierbei wird auf unterschiedlichen Skalen von globalen über regionalen und lokalen bis hin zu makros- und mikroskopischen Ausdehnungen auf der ganzen Bandbreite der zeitveränderlichen Prozesse und Dynamiken geforscht.

Dies umfasst das Erdschwerefeld, Umweltveränderungen, Niederschlagsszenarien und Abflussbildung sowie Precision Farming oder Smart Cities, das Monitoring von Gebäudedeformationen und die dreidimensionale Erfassung von Bauteil- und Baustoffschädigungen auf der Mikro- und Nanoebene oder das Bilanzieren von Transportprozessen im Küstenraum.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln und verwenden mathematisch-statistische und skalierte physikalische Modelle und neuartige Messmethoden. Konzepte der Künstlichen Intelligenz und von Big Data werden weiterentwickelt. Infrastruktur und Geodaten miteinander zu verknüpfen ist ein weiterer wichtiger Ansatz, beispielsweise für die Robotik und die präzise Navigation.

 

 

RESILIENT INFRASTRUCTURES

Eine Wissenschaftlerin setzt eine Betonprobe in ein Prüfgerät ein. Eine Wissenschaftlerin setzt eine Betonprobe in ein Prüfgerät ein. Eine Wissenschaftlerin setzt eine Betonprobe in ein Prüfgerät ein. © FBG/ C. Bierwagen

Im Schwerpunkt "Resilient Infrastructure" werden mithilfe mathematischer und physikalischer Ansätze und fundierter empirischer Untersuchungen neue Methoden und resiliente, praktisch anwendbare Lösungen für alle zur Infrastruktur gehörenden langlebigen Einrichtungen der Daseinsvorsorge und ihre robuste, fehlertolerante Vernetzung erforscht.

Dazu gehören insbesondere Verkehrsanlagen und -infrastrukturen (Straßen, Eisenbahnen, Wasserstraßen, Häfen und Flughäfen), Anlagen der Energiegewinnung (z. B. Windenergieanlagen und –parks) sowie Ver- und Entsorgungsnetze (Wasserver- und -entsorgung, Rohrleitungen, Strom- und Kommunikationskabel) und zunehmend auch das Structural Health Monitoring und Komponenten der virtuellen Infrastruktur (z. B. BIM, Geodateninfrastruktur).

Die globale Herausforderung der Zukunft besteht in der immer stärkeren Quervernetzung der verschiedenen Infrastrukturen sowie in ihrer vollständigen Digitalisierung. Dadurch wird die Funktionalität und Robustheit vor Störeinflüssen der Infrastruktur deutlich verbessert, die Geschwindigkeit von Stoff- und Datentransport erhöht sich signifikant. Gleichzeitig steigt jedoch das Ausfallrisiko erheblich, insbesondere die Ausbreitung eines Versagens weit über das ursprüngliche Schadensgebiet infolge kaskadenartiger Verknüpfungen und Wechselwirkungen hinaus. Zudem gilt es, sich dem Problem alternder Bestandsbauwerke zu stellen.

GREEN SOLUTIONS

Blick an einem Windrad entlang nach oben. Blick an einem Windrad entlang nach oben. Blick an einem Windrad entlang nach oben. © FBG/C. Bierwagen

Entwurf, Auslegung, Konstruktion und Betrieb von Bauwerken und Infrastrukturen müssen sich an den Maßstäben einer nachhaltigen Entwicklung messen lassen. Das Ziel ist hierbei, die weitere Entwicklung urbaner und ländlicher, ober- und unterirdischer Räume sowie von Küsten und Ästuaren so umweltfreundlich wie möglich zu gestalten. "Green Solutions" stehen für eine Abkehr vom Bauen IN der Natur, für eine Hinwendung zum Bauen MIT der Natur sowie für eine nachhaltige Energieversorgung.

Mitglieder der Fakultät entwickeln Strategien und Transformationspfade, um Bauwerke und Infrastrukturen nicht nur sicher und funktional sondern auch im Einklang mit der Umwelt/Natur auszugestalten. Dafür schaffen sie Werkzeuge, um Folgeauswirkungen abschätzen zu können. Negative, teils irreversible ökologische und soziale Schäden sollen grundsätzlich vermieden und so Kompensationsmaßnahmen entbehrlich werden.

Der Forschungsschwerpunkt „Green Solutions“ stützt sich auf zahlreiche erfolgreiche Vorarbeiten an der Fakultät und vereinigt konsequent das Bau- und Umweltingenieurwesen. Die Nachhaltigkeit der Forschungsarbeiten ist durch die hohe Anschlussfähigkeit an andere maßgebliche Disziplinen wie die Sozial-, Wirtschafts- und Umweltwissenschaften sowie zur (Landschafts-)Architektur sichergestellt.