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Lebenszykluskosten im Wasserbau – Implementierung eines ganzheitlichen Kostenmanagements in den Lebenszyklus von Wehranlagen

Affiliation/Institute
Institut für Infrastruktur- und Immobilienmanagement
Kirchner, André

In den vergangenen Jahren erlebte die Lebenszykluskostenrechnung eine fortlaufende Weiterentwicklung in der Bauwirtschaft. Nachdem sich Berechnungsansätze und -modelle zunächst auf den allgemeinen Hochbau fokussierten, wurden in den letzten Jahren verschiedene Dissertationen und Berichte zur Lebenszykluskostenbetrachtung im Bereich von Infrastruktur- und Ingenieurbauwerken veröffentlicht. Im Rahmen dieser Dissertation soll die Implementierung der Lebenszykluskostenrechnung für die Bauwerke der Bundeswasserstraßen überprüft werden, um die derzeitige Entwicklung der Kostenrechnung im Bauwesen fortzuschreiben. Beispielhaft für die Bauwerke der Bundeswasserstraßen werden Wehranlagen mit Drucksegment- und Schlauchverschlüssen untersucht.

Im ersten Teil dieser Arbeit werden die theoretischen Grundlagen erarbeitet. Zuerst sollen allgemeine Informationen über den Aufbau und die Funktionsweise ein Verständnis für Wehranlagen als Stauorgane der Bundeswasserstraßen geben. Als zweiter, inhaltlicher Schwerpunkt werden die Lebenszykluskostenrechnung und deren Inhalte dargelegt sowie die notwendigen Voraussetzungen zur Anwendung der Methodik eruiert. Über eine detaillierte Analyse der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung werden anschließend vorhandene Strukturen und Vorgaben innerhalb der Verwaltung bestimmt, die bei der weiteren Lebenszykluskostenrechnung berücksichtigt werden sollen.

Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die aufgearbeiteten, theoretischen Grundlagen in der praktischen Forschungsarbeit angewandt. Eine Voraussetzung für eine Lebenszykluskostenrechnung bildet die strukturierte und transparente Kostenerfassung. Um diese zu erfüllen, werden in Anlehnung an die bestehenden DIN-Normen 276 und 18960 Kostengliederungen zur Erfassung der Bau- und Nutzungskosten von Wehranlagen erarbeitet. Durch die Anwendung dieser Gliederungen sollen zukünftig transparente und nutzbare Kostendaten erhoben werden, anhand dieser die Lebenszykluskostenrechnung von Wehranlagen nachhaltig verbessert werden kann.

Zur Erfassung der Lebenszykluskosten werden neben den Baukosten einer Wehranlage alle Maßnahmen zur Inspektion, Wartung und Instandsetzung identifiziert. Über eine statistische Auswertung von Kostenschätzungen und Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen wird diesen Maßnahmen sowohl eine zeitliche als auch eine monetäre Komponente zugewiesen. Alle Ergebnisse münden in einem dynamischen Lebenszykluskostenmodell mit einem Betrachtungszeitraum von 100 Jahren. Durch vordefinierte Filter lassen sich die berechneten Kosten sowohl nach den Maßnahmen als auch dem zeitlichen Anfall filtern. Eine Gegenüberstellung von Drucksegment- und Schlauchwehren kommt abschließend zum Ergebnis, dass Schlauchwehre in der gesamtheitlichen Betrachtung wirtschaftliche Vorteile aufweisen.

In recent years, life cycle costing has experienced continuous development in the construction industry. After calculation approaches and models initially focused on general building construction, various dissertations and reports on life cycle cost considerations in the field of infrastructure and civil engineering structures have been published in recent years. Within the scope of this dissertation, the implementation of life cycle costing for the structures of the federal waterways is reviewed in order to update the current development of costing in the construction industry. As examples for the structures of federal waterways, weir systems with pressure segment and inflatable dams are examined.

 

In the first part of this dissertation, the theoretical basics are elaborated. First of all general information about the structure and functionality shall give an understanding of weir systems as damming organs of the federal waterways. As a second, content-related focus, life cycle costing and its content are presented and the necessary prerequisites for the application of the methodology are determined. A detailed analysis of the waterway and shipping administration is then used to determine existing structures and specifications within the administration, which are to be taken into account in the further life cycle cost calculation.

In the second part of this dissertation, the theoretical principles developed are applied in practical research work. Structured and transparent cost recording is a prerequisite for life cycle costing. In order to fulfill this requirement, cost breakdowns for recording the construction and usage costs of weir systems are developed based on the existing DIN standards 276 and 18960. By applying these structures, transparent and usable cost data shall be collected in the future, which can be used to sustainably improve the life cycle cost calculation of weir systems.

In order to record the life cycle costs, all measures for inspection, maintenance and repair are identified in addition to the construction costs of a weir system. Both a temporal and a monetary component are assigned to these measures via a statistical evaluation of cost estimates and economic feasibility studies. All results lead to a dynamic life cycle cost model with an observation period of 100 years. Predefined filters can be used to filter the calculated costs according to the measures as well as the time of occurrence. A comparison of pressure segment and inflatable dams finally comes to the conclusion that from a holistic point of view inflatable dams have got economic advantages.

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