Baustelle

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Forschung in der Fach­rich­tung Bau

Die ständige Weiterentwicklung von Technologien, Materialien und Methoden und aktuelle gesellschaftspolitische Herausforderungen machen Forschung im Bereich Bauingenieurwesen besonders wichtig. Eines der wichtigsten Themen, auf das wir uns konzentrieren, ist Nachhaltigkeit. Es beinhaltet die Entwicklung und Verwendung von Baumaterialien, die sowohl ökologisch als auch ökonomisch vorteilhaft sind, sowie die Entwicklung von Methoden, um den Energieverbrauch in Gebäuden zu reduzieren. Die Konzeption und Umsetzung von innovativen, zukunftsfähigen Lösungen für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser und den Folgen des Klimawandels sowie den dazu notwendigen Infrastruktursystemen stellen einen weiteren Schwerpunkt des Forschungsportfolios dar.

Schließlich spielt auch das Immobilienmanagement eine wichtige Rolle in der Forschung im Bereich Bauingenieurwesen. Hier geht es darum, effiziente und nachhaltige Methoden zu entwickeln, um Gebäude zu betreiben, zu warten und zu verwalten.

Diese Forschungsbereiche tragen dazu bei, unsere Lebensräume zu verbessern und die Zukunft nachhaltiger und effizienter zu gestalten.

For­schungs­projekte

Immobilien nachhaltig gestalten mit Pre Check (P•ING)

P•ING dient dazu Neubauten und Bestandsgebäude, je nach Nutzungsvariante anhand eines detailiierten Fragenkatalogs hinsichtlich deren Nachhaltigkeit und ESG Kriterien zu prüfen und zu bewerten.

Ansprechpartner: Prof. Thomas Giel

Weiterführende Informationen: Simulation

Das E von ESG – Nutzen-Kosten-Simulation mit NUKOSi

NUKOSi ermöglicht bauteilorientierte Nutzungskostenminimierung und Planung von Modernisierung und Instandhaltung. Ebenso ist eine Energie-/CO2- und Wertmaximierung bis zum Portfolio möglich. Die Möglichkeit, die Gebäudenutzung zu simulieren und Szenarien zu berechnen, runden das Bild ab.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Ulrich Bogenstätter

Weiterführende Informationen: NUKOSi

Low Cost Monitoring zur Verbesserung der Energieeffizienz (SmartTOM)

Das smart-TOM System basiert auf dem Gedanken, ein Energiemonitoring zu gewährleisten, welches Daten kontinuierlich erfasst und analysiert und den Nutzer über Fehlfunktionen und Störungen innerhalb des Systems informiert. Dazu wurde eine Messeinheit entwickelt, die in den Heizräumen den Gebäuden Messdaten sammelt und zentral verfügbar macht.

Ansprechpartner: Prof. Thomas Giel

Weiterführende Informationen: SmartTOM

Kaltes Nahwärmenetz

Entwicklung eines optimal abgestimmten, kalten Nahwärmenetzes zur Versorgung von Wohngebäuden mit Wärme und Kälte für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie.

Ansprechpartner: Prof. Thomas Giel

Round Timber 2.0

Dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer neuen Verbindungskonfiguration in Rundholz und einer neuen modularen und biobasierten Verbindung von Rundholzstäben.

Weiterführende Informationen: Round Timber 2.0

Ansprechpartner: Prof. Dr. Kay-Uwe Schober

Schallemissions-Minderungsmaßnahmen im Schienenverkehr

Die Emission von Luftschall und Körperschall durch den Schienenverkehr behindern den Ausbau des umweltfreundlichen Verkehrsträgers “Schiene”. Geforscht wird an Maßnahmen an der Gleisinfrastruktur zur Verringerung der Luftschallemission. Hierzu zählen unter anderem auch gleisnahe, niedrige Lärmschutzwände.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Alfons Buchmann

Bildungsinfrastruktursystem

Es ist bekannt, dass die Bildungsinfrastruktur einen großen Einfluss auf die Leistungen von Studierenden und Lehrenden hat. Ziel des Projekts ist es, diejenigen Elemente des Bildungsinfrastruktursystems zu identifizieren, die aufgrund ihrer aktiven Rolle im System für ein erfolgreiches Lernen und Lehren am meisten förderlich sind.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Alfons Buchmann

AKUT - Anreizsysteme für die kommunale Über­flut­ungs­vor­sorge

Starkregen und ihre Folgen beschäftigen viele Kommunen. Die geplanten Maßnahmen im kommunalen Überflutungsschutz können nur wirksam sein, wenn alle Akteur:innen zusammenarbeiten. Im Projekt AKUT wurde ein Beratungstool auf der Grundlage eines mathematischen Optimierungsmodells entwickelt, das Maßnahmen und Wirkungen in der Starkregenvorsorge vereinfacht abbildet und in Bezug zu den handelnden bzw. betroffenen Akteur:innen setzt.

Ansprechpartnerin: Prof. Dr.-Ing. Inka Kaufman Alves

Weiterführende Informationen: AKUT

EVA - Entscheidungsverhalten un­ter­schied­li­cher Akteur:innen in der Über­flut­ungs­vor­sorge

Um nachhaltige Maßnahmen zum Schutz vor Überflutungen umsetzen, ist es essentiell, dass Akteur:innen aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Privatpersonen kooperieren. Im Projekt EVA wurde untersucht, inwieweit die Prospect Theory, eine Methode aus der Verhaltensökonomik, angewendet werden kann, um das individuelle Verhalten der bzw. des Einzelnen in der Überflutungsvorsorge realistisch darzustellen.

Ansprechpartnerin: Prof. Dr.-Ing. Inka Kaufman Alves

Weiterführende Informationen: EVA

Beratung, Prüfung und Zulassung

Institute

Die beiden Institute der Fachrichtung Bau sind ihr Ansprechpartner für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben.

Das IREC beschäftigt sich mit Management, Planung, Bau sowie Betrieb von Bau- und Immobilienprojekten.

Das IS-mainz bündelt die Kompetenzen der Fachrichtung im Bereich Stahlleichtbau, Baudynamik, Betontechnologie Holzbau sowie Werkstoff- und Konstruktionsentwicklung.

Innovative Bauprodukte sind für das zukünftige Bauen unerlässlich. Sie spielen eine wichtige Rolle in der Funktionalität und leisten einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit von Bauwerken.

Eine erfahrene, fachkundig technische Betreuung des kompletten Entwicklungsprozesses der Bauprodukte von der ersten Projektidee bis hin zur Zulassung ist von größter Bedeutung. Kann das Bauprodukt nach den gültigen Normen und Richtlinien konzipiert und berechnet werden, so genügt eine Typenstatik, um das Produkt in die Anwendung zu bringen. Ist das Bauprodukt hingegen normativ nicht geregelt, so müssen Zulassungsversuche durchgeführt und eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) oder alternativ eine Europäisch Technische Bewertung (ETA) beantragt werden.

Wir bieten die folgenden Dienstleistungen an:

  • Technische Beratung zur Entwicklung von Bauprodukten
  • Erstellung von Entwurfs- und Typenstatiken für Bauprodukte
  • Durchführung von Test- und Zulassungsversuchen an der MPA der Hochschule Mainz mit Erstellung der Testberichte
  • Gutachterliche Tätigkeiten wie Erstellung von Prüfplänen und Expertengutachten für Zulassungsverfahren (abZ oder ETA) und Überwachung der Zulassungversuche.
  • Volle Betreuung der Zulassungsverfahren inkl. Übernahme der Kommunikation mit den Zulassungsbehörden

Ansprechpartner: Prof. Dr. Andreas Garg

 

Der wirtschaftliche Erfolg eines Bauprojekts hängt wesentlich von grundsätzlichen, technischen Festlegungen zu Beginn eines Projekts ab. Insbesondere beim Umbau oder der Erweiterung von Bestandsgebäuden, Industrie- und Ingenieurbauwerken können gute tragwerksplanerische Konzepte und geeignete, innovative Bauverfahren die Investitionskosten enorm reduzieren. Wir bieten eine technisch-wirtschaftliche und zugleich erfahrungsbasierte Beratung zum Tragwerksentwurf, der Verwendung von Baumaterialien und Bauprodukten sowie dem Einsatz von Baumaschinen und Bauverfahren in den Leistungsphasen 1-3 an, denn gerade in den ersten Leistungsphasen eines Projekts ist der Einfluss auf die terminlichen Abläufe sowie die Bau- und Umbaukosten besonders groß. Die richtigen Vorbereitungen und Entscheidungen in frühen Projektphasen sichern hierbei den Projekterfolg.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth, Prof. Dr. Andreas Garg, Prof. Jochen Lüer

 

IREC

Institute of Real Estate and Construction Management

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iS-mainz

Institute of Innovative Structures - Mainz

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Zukunftsthemen

Zukunft im Baumanagement

Die Baupreisentwicklungen zeigten in den vergangenen Jahren stets nach oben und wurde im Wesentlichen durch die anhaltend hohe Nachfrage nach Bauleistungen angetrieben. Seit Beginn des Ukraine-Kriegs ab Februar 2022 steigen die Baupreise jedoch zu immer neuen, bisher nicht für möglich gehaltenen Höchstständen. Die Baubranche hat viele Jahre auf Mechanismen zum Umgang mit Preissteigerungen in ihren Verträgen verzichtet. Auch in den öffentlichen Vergaben waren entsprechende Klauseln lange Zeit nicht mehr üblich. Aktuell findet hier ein Umdenken statt, denn es müssen einerseits in bestehenden Verträgen Lösungen gefunden werden, um mit nicht vorhersehbaren Ereignissen und deren Einfluss auf die bereits vertraglich vereinbarten Preise im Nachhinein umzugehen. Andererseits müssen in Vergabeverfahren, insbesondere der öffentlichen Hand, Preisgleitklauseln vereinbart werden, mit denen faire Lösungen für die vermutlich auch in Zukunft sehr volatilen Preise vereinbart werden können. Gemeinsam mit mittelständischen Bauunternehmen werden im Rahmen mehrerer Abschlussarbeiten verschiedene Lösungsmöglichkeiten für die Anpassung von Preisen in bestehenden Verträgen und für geeignete Preisgleitklauseln in zukünftigen Vergaben untersucht.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

Verhandlungsmanagement und Verhandlungsführung stellen in Bauprojekten einen immer wichtigeren Teil des Projektmanagements dar. Typische Verhandlungssituation in diesem Bereich sind jedoch durch eine außerordentlich hohe Komplexität und sehr unterschiedliche Verhandlungspartner gekennzeichnet. Professionell und sorgfältig vorbereitete Verhandlungen können dazu beitragen, dass ein Projektmanagement in Verhandlungssituationen sicherer und zielgerichteter agiert, erfordert aber Aufwand. Da Verhandlungssituationen in der Regel jedoch einmalig, nicht exakt reproduzierbar und nicht vorhersagbar sind und der Erfolg einer Verhandlung mitunter sehr subjektiven Bewertungskriterien unterliegt, scheint Verhandlungsmanagement einem klassischen Controlling-Ansatz z. B. mit Key Performance Areas/Indicators (KPA/KPI) kaum zugänglich. Gleichwohl sollten Aufwand und Nutzen systematisch überwacht und erfolgreiche Verhandlungsansätze und -strategien unterstützt werden, um Ressourcen möglichst effizient einzusetzen. Gemeinsam mit führenden Verhandlungsexperten von Drees & Sommer werden im Rahmen von Abschlussarbeiten verschiedene Ansätze der Verhandlungsführung auf deren Einsetzbarkeit und Erfolgsaussichten im Bau- und Immobilienumfeld untersucht.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

Systeme mit Elementen Künstlicher Intelligenz (KI) können im Bauprojektmanagement zukünftig an vielen Stellen eingesetzt werden. Im Rahmen mehrerer Abschlussarbeiten wurde bisher untersucht, wie derartige Assistenzsysteme im Bereich der Qualitätssicherung und der Arbeitsvorbereitung eingesetzt werden können. Aufbauend auf Forschungsergebnissen zu KI-unterstützter Bilderkennung wurden Ansätze entwickelt, wie damit ein assistierter Abgleich mit dem vertraglich geschuldeten Bausoll stattfinden kann. Die Interpretation von Bautenständen, verdeckten Leistungen und richtige Einschätzung von Mängelmerkmalen stellen hierbei im Zusammenhang mit den üblicherweise zur Verfügung stehenden Informationen eines BIM-Modells die Herausforderungen dar. Gleichzeitig könnten über ein umfassend digital verfügbares Bausoll element- und bauteilbezogene Materialflüsse besser in Bezug zur Bauzeit gesetzt werden und dabei helfen, Beschaffungs- und Logistikprozesse zu steuern und zu optimieren. Weitere Abschlussarbeiten werden die Ansätze vertiefen und ein Forschungsprojekt in Kooperation mit Praxispartnern ist in Planung.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

Logistikprozesse werden auf Baustellen in ihrer Bedeutung für den Projekterfolg häufig immer noch unterschätzt und als bloßer Unterstützungsprozess angesehen. Dabei können mit einer ganzheitlich durchdachten und sorgfältig konzipierten prozessorientierten Baulogistik erhebliche Produktivitätspotenziale gehoben werden. Durch den Einsatz von Simulationssoftware für Produktions- und Logistikprozesse lassen sich Produktions- und Fertigungsabläufe im Voraus analysieren, modellieren, visualisieren und nach Lean Construction-Prinzipien optimieren. Entsprechende Software-Lösungen sind in anderen Wirtschaftsbereichen längst etabliert, um Produktion und Fertigung zu optimieren und werden derzeit auf Bauprojekte übertragen. In einem Pilotprojekt mit der Ed. Züblin AG wird mit Studierenden der Masterstudiengänge untersucht, wie geeignete Schulungsmaßnahmen für Arbeitsvorbereiter und Kalkulatoren gestaltet werden können.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

Nachhaltigkeit ist das große Thema dieser Tage. Die EU hat die Weichen mit der Einführung der EU-Taxonomie gestellt. Die Umsetzung der EU Taxonomie für Immobilien ist eine der wesentlichen aktuellen Herausforderungen für Banken, Sparkassen und Projektentwickler gleichermaßen. Politisch forciert und strategisch bedeutend – aber mit jeder Menge offener operativer Fragen. Mit einem Kolloquium wurden Anfang November 2022 erstmals Immobilienwirtschaft, Projektentwicklung einerseits und Banken und Sparkassen andererseits zusammengebracht, um die aktuellen Anforderungen aus der EU Taxonomie an die Kreditwirtschaft und deren Auswirkungen auf die Finanzierung von Projekten in der Immobilienwirtschaft zu erörtern. Die Ergebnisse werden Einfluss in die Ausrichtung unserer Forschungsaktivitäten finden, Partnerschaften hierzu sind weiterhin gesucht! Die Ergebnisse unserer Weiterentwicklungen werden im nächsten Jahr vorgestellt werden.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

Für Entscheidungsträger auf Auftragnehmerseite insbesondere bei Kapitalgesellschaften ist es regelmäßig wichtig, dass ihre Bau- und Immobilienprojekte ordnungsgemäß, wirtschaftlich und sicher abgewickelt werden. Revisionsabteilungen in Kapitalgesellschaften oder Finanzinstituten prüfen daher regelmäßig, ob die Projektstrukturen angemessen und wirksam implementiert sind. Um die Besonderheiten der Bau- und Immobilienwirtschaft adäquat zu berücksichtigen, kann eine Revision durch entsprechende externe bau- und immobilienfachliche Beratung bei der Prüfung unterstützt werden.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Axel Freiboth

 

 

 

Siedlungswasserwirtschaft

  • Klimaanpassung und Überflutungsvorsorge
  • Weiterentwicklung siedlungswasserwirtschaftlicher Infrastrukturen
  • Nachhaltige Regenwasser- und Abwasserbewirtschaftung
  • Modellierung und Simulation von Wasserversorgungs- und Siedlungsentwässerungssystemen
  • Integrierte Betrachtung von Wasserversorgung, Siedlungsentwässerung und Abwasserreinigung
  • Ressourcenorientierte Sanitärsysteme

Ansprechpartnerin: Prof. Dr.-Ing. Inka Kaufman Alves