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Bauingenieurwesen: Am einfachsten zu verstehen, am schwierigsten richtig zu machen

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Wenn ich darüber scherze, warum Leute in den Tiefbau gehen sollten, sage ich normalerweise, weil es der einfachste Zweig des Ingenieurwesens ist. Und aus technischer Sicht ist es wahr. Sie müssen niemals eine Laplace-Transformation durchführen oder feststellen, dass Gleichungen mit imaginären Zahlen der einfachste Weg sind, das System zu verstehen. Wenn Sie nicht tief in die Materialwissenschaft einsteigen, müssen Sie auf molekularer Ebene nicht viel verstehen. Wenn Sie kein Bauingenieur sind, müssen Sie nicht viel mit Mechanik zu tun haben. Sie müssen sich keine Gedanken darüber machen, Dinge mit Abmessungen zu entwerfen und zu bauen, die auf den tausendstel Zoll genau sind. Der Tiefbau hat ziemlich hohe Toleranzen. Niemand hier wurde jemals abgespritzt, indem er um 10 Nanometer ausgeschaltet wurde.

Die Mathematik hinter dem Bauingenieurwesen ist wirklich nicht sehr schwer. Wenn Sie einfache Geometrie und Algebra verstehen, wissen Sie bereits das meiste, was benötigt wird. Viele Dinge, die wir tun, wie Entwässerungsdesign, befassen sich mit chaotischen Systemen wie turbulenter Wasserströmung, die am besten durch empirische Zusammenhänge erklärt werden können, die vor langer Zeit erarbeitet wurden. Wie alles andere haben manche Menschen ein natürliches Talent, um zu sehen, wie eine Straße, Schiene, ein Entwässerungssystem oder eine andere Einrichtung angelegt werden sollte. Aber sobald Sie es angelegt haben, sind die Berechnungen, um zu sehen, ob es funktioniert, viel einfacher, zumindest in meinem Kopf, als zu versuchen, etwas wie eine integrierte Schaltung oder einen exzentrisch verstrebten Rahmen zu analysieren.

Der Tiefbau ist jedoch insofern einzigartig, als die Öffentlichkeit eine große Rolle im täglichen Betrieb unserer Systeme spielt. Betrachten Sie zum Beispiel das elektrische System in Ihrem Haus oder Ihrer Wohnung: Sie erhalten eine Spannung, die an festen Orten verfügbar ist, wobei die Schnittstelle so gestaltet ist, dass es fast unmöglich ist, etwas falsch zu machen. Oder nehmen Sie ein Flugzeug oder eine Chemiefabrik: die Verwendung der Sache ist auf eine kleine Gruppe von geschulten Personen beschränkt. Oder so etwas wie ein Computer oder ein Fernseher: Ein extrem begrenzter Satz von Funktionen steht dem typischen Benutzer zur Verfügung (jemand, der sie nicht auseinander nimmt).Auf der anderen Seite, betrachten Sie eine Straße: Praktisch jeder kann eine Lizenz bekommen, und wenn sie auf die Straße gehen, können sie verdammt gut in der Nähe von allem, was sie wollen; fast jeder, jeden Alters, ist potenziell ein Fußgänger. Oder nehmen Sie ein sanitäres Abwassersystem: Menschen können und werden alle möglichen Dinge außer Abwasser in einen Abwasserkanal legen. Oder eine Gradkreuzung: es ist fast unmöglich, Menschen physisch von einem Bahnübergang fernzuhalten, wenn ein Zug kommt.

Dies bedeutet, dass ein großer Teil des Bauingenieurwesens versucht, menschliches Verhalten zu verstehen. Ein Design könnte aus technischer Sicht vollkommen sinnvoll sein und aus menschlicher Sicht keinen Sinn ergeben. Es gibt viele klassische Beispiele für Designs, die nominell im technischen Sinne besser, aber in der Praxis schlechter sind. Ein in den USA häufig anzutreffender Fall ist der fehlende Zebrastreifen – eine Kreuzung, an der Zebrastreifen nur an drei der vier Zufahrten vorgesehen sind. Dieses Design funktioniert technisch insofern, als es die automatische Kapazität der Kreuzung erhöht, indem es eine widersprüchliche oder zeitaufwändige Fußgängerbewegung eliminiert, aber praktisch setzt es eine gefährlich große Menge an Vertrauen in den Fußgänger, um seinen Teil des Systems gemäß dem Plan auszuführen.

Beg-Buttons, insbesondere in Fußgängerzonen mit hohem Verkehrsaufkommen, sind ein weiteres Design, das darum bittet, verletzt zu werden. Zweifellos sind Sie jaywalked, wenn Sie auf solche Kreuzungen stoßen. Ein weiteres Beispiel sind Transitstationen, die nur an einem Ende des Bahnsteigs den Einstieg ermöglichen, wenn das andere Ende auch gewünschten Fußgängerbewegungen dienen würde. Dies sind keine guten Designs und die Tatsache, dass die Fußgängerbewegung illegal ist, macht das Design nicht besser. Sie würden keinen Küchenherd entwerfen, der die Wände in Brand setzt, wenn Sie ihn zu hoch aufdrehen und sich dann darauf verlassen, dass der Benutzer ihn nicht zu hoch aufdreht.

Die umfangreiche Schnittstelle zur Öffentlichkeit ist einer der schwierigsten Aspekte des Bauingenieurwesens, und es kann verlockend sein, ihn zu ignorieren. Letztendlich müssen wir unsere Designs jedoch besser mit dem erwarteten Verhalten in Beziehung setzen, da dies den Erfolg eines Projekts wirklich bestimmt.

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