Research Collection
Working Paper
Untersuchungen zur Struktur des Sicherheitsproblems bei Bauwerken
Author(s):
Matousek, Miroslav; Schneider, Jörg Publication Date:
1976
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-000083821
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ETH Library
& Konstruktion ETHZ Handbibliothek No. ffitftJ
Untersuchungen
zurStruktur des Sicherheitsproblems bei Bauwerken
Miroslav Matousek
Jörg
SchneiderFebruar 1976 Bericht Nr. 59
Birkhauser
Verlag
Baselund Stuttgart
Institut für Baustatik und Konstruktion ETH ZürichISBN 3-7643-0858-3
Sicherheitsproblems von Bauwerken
Miroslav Matousek, dipl. Ing.
Prof. Jörg Schneider
Institut für Baustatik und Konstruktion
Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
Zürich
Februar 1976
Leere Seite\nBlank
Erfahrung
ohneBegriffe
istblind, Begriffe
ohneErfahrung
sind leer. I.Kant
In aller Welt wird am
Sicherheitsproblem
von Bauwerkengearbeitet.
Auchin der Schweiz ist man daran, die Arbeit - nach
länger zurückliegenden Anfängen
- wieder aufzunehmen. Es schienjedoch
dem Unterzeichneten nö¬tig,
zuerst derFrage nachzugehen,
woüberhaupt
dasSicherheitsproblem liegt
und, wie sich dieses Problem strukturieren lässt. Denn ohne Klar¬heit über die wesentlichen
Fragen
lassen sich keine Zieleangeben.
Und ohne Ziel keinWeg.
Die im Verlaufe dieser
Grundlagenarbeit gefundenen
Antworten lassen diegestellten Fragen
alsberechtigt
erkennen. DasSicherheitsproblem liegt
nur zum Teil dort, wo die
heutige Sicherheitsforschung
sucht. Eine sta¬tistisch-wahrscheinlichkeitstheoretische Betrachtung
der Sicherheitsfra¬ge ist
nötig,
um dieBauwerksicherheit
auf dasnotwendige
Mass zu brin¬gen, bzw. auf ein ausreichendes Mass zu reduzieren. Aber eine solche Be¬
trachtung
ist nicht ausreichend.Sicherheitstechnisch
wertvolle Arbeit muss in Zukunft auch aufdenjenigen
Gebietengeleistet
werden, die theo¬retisch
weniger
attraktiv sind.Der Jubiläumsfonds der
Eidgenössischen
Technischen Hochschule Zürich hat rund 35% der Kosten diesesForschungsprojektes
übernommen. Weitere 10%wurden aus Mitteln der ETH für Unterricht und
Forschung
finanziert. Den wesentlichen Rest bestritten zugleichen
Teilen die Schweizerische Rück¬versicherungsgesellschaft,
Zürich, die Schweizerische Unfallversiche¬rungs-Gesellschaft,
Winterthur, und dieZürich-Versicherungsgesellschaft,
Zürich. AllenGeldgebern
und denbewilligenden
Gremien sei hiermit der beste Dankausgesprochen.
Danken möchten die Verfasser im weiteren vielen
Kollegen,
Freunden und Mitarbeitern an Hochschule, in der Bauindustrie und beiVersicherungsge¬
sellschaften. Alle hier aufzuzählen soll nicht versucht werden. Dhne Rat,
Ermunterung, Unterstützung
und Mithilfe weiter Kreise des Bauwesens wäre diese Arbeit wesentlichschwieriger geworden.
Zürich, im Februar 1976 Prof.
Jörg
SchneiderDie hier Teile ge
aus an u
engste m chen
Beg
Sicherhezum Sich
Kriterie gen sort heitspro Auswertu menen Sc seiung d
vorgelegt
gliedert:nd zeigt a iteinander riffs Gefa
itsbegriff
erheitspron aufgenom iert - klä blem im Ba ng aller B hadenfäl le
er Schäden
en Ergebnisse einer Forschungsarlneit sind in drei Tei.1 A geht das Sicherheitsprobli3m von den
Begriffen
uf, dass die BegriffeGefahr
und Sioherheit auf dasverbunden sind. Die
Klärung
des leichterzugängli-
hr hilft dabei zu einem besseren Verständnis dess. Der Teil B versucht, von der 1
Erfahrung
her Zugang blem zu gewinnen. 800 Bauschäden - nach ei nheitliohen meni und mit Computer nach verschiedenen Fragestellun-rari die Schadenstruktur und zeigisn, wo das Sicher-
uwesen eigentlich
liegt.
Im Teil C findet sich die00 für die
Erarbeitung
der Schad enstruktur aufgenom- sowie die Art und Weise der angewendeten VerschlüsDie vorliegende Arbeit"zeigt, dass das Sicherheitsproblem bei Bauwer¬
ken nur zum kleineren Teil dort liegt, wo die heutige Sicherheitsfor¬
schung sucht. Eine
Ausweitung
des Forschungsbereichs auf die Sicher¬heit stechnisch relevanten Gebiete erscheint unbedingt
nötig.
Die Er¬gebnisse der
vorliegenden
Arbeit können hierfür als Leitfaden dienen.Summary
The part ture noti of s
gain desc prog t eri fall foll The aspe pass guid
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s: Part A t
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are presented in three different ntals of the safety problem of struc-
safety
is closely related to the econd notion a better understandingpractical experiences are used to afety problem. B00 building failures nd subdivided by means of a Computer ategories are used to show the oharac- ntains the Computer listing of all B00 ecessary explanation for the procedure resentation is' made.
arch in this field Covers only a small problem. It seems necessary to encom- ults presented here may be used as a
tion.
Resume
Les resultats des travaux de recherche sont presentes ici en trois differentes parties: La partie A traite du probleme de la securite des structures par une discussion des notions de bases. Partant du fait que les notions securite et
danger
sont fortement liees, la discussionde la notion danger - etant plus facile ä comprendre - eclaircit la notion securite. Dans la Partie B on essaie de trouver l'acces au Pro¬
bleme de la securite par l'experience pratique. L'analyse de 800 cas de dommages de structures - enregistres d'apres des criteres communs et classes par l'ordinateur selon differentes questions - fait appa- raitre la structure des
dommages
et aident ä une vue plus complete des problemes de securite. La partie C presente le "Output" complet de tous les 800 cas de dommages de structures et montre le Systeme de todification.Le present travail montre que le probleme de la securite se trouve essentiellement lä oü la recherche actuelle ne le cherche pas. II sem- ble done absolument necessaire d'elargir la recherche ä tous les domaines relevant de la technique de la securite. Les resultats du travail presente ici peuvent servir de guide pour de telles recherches.
Vorwort 3
Zusammenfassung
4Inhaltsverzeichnis 5
Literatur-Verzeichnis 6
A Zur
Begriffs-Struktur
desSicherheitsproblems
1.
Vorbemerkungen
71.1
Einleitung
71.2
Begriffs-Katalog
82. Gefahr 9
2.1 Zum
Begriff
Gefahr 92.2 Gefahr und Wahrscheinlichkeit 10
2.3 Gefahr und Massnahmen 10
2.4 Gefahr und
akzeptiertes
Risiko 113. Ziel und Fehler 12
3.1 Ziel und
Aufgabe
123.2 Fehler und Toleranzraum 13 3.3 Fehler und
Ausgangszustand
133.4 Fehler und
Vorgang
143.5 Fehler und Mensch 14
3.6 Zur
Frage
des Ziels 143.7 Fehler und Kontrolle 14
4. Schaden 15
4.1 Zum
Begriff
Schaden 154.2 Fehler und Schaden 15
4.3
Schadenbewertung
165. Sicherheit 17
5.1 Sicherheit und Gefahr 17
5.2 Sicherheit und Massnahmen 18 5.3 Sicherheit und Wahrscheinlichkeit IB 5.4 Sicherheit und
Zuverlässigkeit
195.5 Sicherheitsbedürfnis 19
5.6 Sicherheit und Wirtschaftlichkeit 20
5.7 Sicherheit und Bauwerk 20
B Zur Schaden-Struktur bei Bauwerken
1.
Vorbemerkungen
232. Aufbau der
Schadenanalyse
242.1 Struktur der
Schadenanalyse
24 2.2 Aufnahme der Schadenfälle 24 2.3Auswertung
derSchadenanalyse
242.4 Ausschluss von Brandschäden 24
3.
Ergebnisse
derSchadenanalyse
263.1 Tatsachen 26
3.2 Ursachen 30
3.3
Folgerungen
344.
Zusammenfassung
35C
Schadenanalyse
1.
Einleitung
372.
Erläuterungen
372.1
Allgemeine Bemerkungen
372.2 Hinweise zu einzelnen
Kapiteln
373. Ausdruck der
Schadenanalyse
40Tatsachen 43
Ursachen 58
Folgerungen
656.
Zusammenfassung
21Bei der Ausarbeitung des
vorliegenden
For¬schungsberichtes
wurde unter anderem die folgende Literatur zu Rate gezogen:Balfanz, H.P.:
Sicherheitsanalyse-Plan.
Institut für Reaktorsicherheit der tech¬
nischen
Ueberwachungs-Vereine.
Wissen¬schaftliche Berichte, 2. Köln 1972
Basler, E.: Untersuchungen über den Sicherheits¬
begriff
von Bauwerken. Schweizer Archiv für angewandte Wissenschaft und Technik, 1961, Heft 4.Braun, H.: Handbuch der
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Allianz-Versicherung, München 1971.Danner, W.: Der Entscheidungsprozess im Bau¬
wesen. Diss. TH Berlin 1970.
Feld, J.: Lessons from Failures of Concrete Structures. Detroit: ACI, Arnes: Iowa State University Press 1965
Feld, J.: Construction Failure. John Wiley &
Sons Inc., New York 1968
Gauch, P.: Der Unternehmer im Werkvertrag und seine
Haftung
für Mängel des Werks. Schult- hess, Zürich 1974.Grünau, B.: Verhinderung von Bauschäden. Ver¬
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Haag, E.: Die Bauwesenversicherung. Diss.
HH St.Gallen. Verlag H. Schellenberg, Winterthur 1971.
Hoffmann, E.: Zum Problem der Paragenese kon¬
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Knoll, F.: Grundsätzliches zur Sicherheit der Tragwerke. Schweizer Archiv, Heft 4, 1961.
Mauch, S.P./Schneider, T.: Die unmittelbare
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unseres Lebensraumes. Schweizer Archiv Heft 6, 1971.Mayer, H./Rüsch, H.: Bauschäden als Folge der Durchbiegung von Stahlbeton-Bauteilen.
DAfSt. Heft 193. Verlag W. Ernst & Sohn.
Mc Kaig, T.H.: Building Failures. McGraw-Hill Book, New York 1962.
Müller, M.: Planung als Prozess und System.
Verlag Industrielle Organisation, Zürich.
Murzewski,J.: Sicherheit der Baukonstruktio-
nen. VEB
Verlag
für Bauwesen, 1974.Probst, R.: Bauschäden Bildbuch. Verlag Krä¬
mer, Stuttgart 1970.
Rüsch, H./Rackwitz, R.: Die
Bedeutung
desBegriffs
der Versagenswahrscheinlichkeit in der Sicherheitstheorie für Bauwerke.Entwickeln, Konstruieren, Bauen. Festschrift der Firma Held und Franke. 1972.
Rybicky, R.: Schäden und
Mängel
an Baukonstruk¬tionen. Werner Verlag 1974.
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begriff
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Switalek, P.: Die Ursachen statischer Schäden an Baudenkmalen. Diss. TH Wien 1973.
Zimmermann, G.:
Bauschäden-Sammlung.
Forum-Ver¬lag Stuttgart
1973.Allianz Berichte für Betriebstechnik und Scha¬
denverhütung.
AllianzVersicherungs-AG,
Mün¬chen-Berlin.
Brandstatistik der
Vereinigung
kantonaler Feu¬erversicherungsanstalten, Ergebnisse 1971.
Elementarschadenstatistik der Vereinigung kan¬
tonaler
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Annales de l'Institut Technique du Bätiment et des Travaux Publics. No. 320, Sept. 1974.
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tagung Berlin 1973, Deutscher Beton-Verein.
Structural Failures: Modes, Causes, Responsi- bilities. ASCE National Meeting on structu¬
ral engineering 1972.
1. VORBEMERKUNGEN
SICHERHEITSPROBLEMS
1.1
Einleitung
Begriffe
des normalenSprachgebrauchs
wieSicherheit, Schaden, Risiko,
Gefahr usw. ste¬hen in
vielfältiger Beziehung
zueinander undsind in ihrer
Bedeutung
vom betrachteten Zu¬sammenhang abhängig.
In derBeschränkung
aufdas
Sicherheitsproblem
von Bauwerken lassen sich dieBegriffe
enger und damit schärfer fassen und dieBeziehungen
klarer erkennen.Es lässt sich von einer
Begriffs-Struktur sprechen.
Sicherheit
Wahrsch'keit
Versagen Gefahr
Massnahmen
Risiko
Schaden
Fehler
Vorgang
Toleranzen
Mangel
Einflüsse
Zustand
Ziel Aufgabe
oder
sind,
so führt die Arbeit an denBegrif¬
fen doch heraus aus der
Enge
des traditionel¬len
Sicherheitsbegriffs,
welcher wie Scheu¬klappen
den Blick in die Breite der Problema¬tik verhindert.
Wie sich die
Gliederung
einer Landschaft dem Betrachter am besten von einerBergspitze
auserschliesst,
lässt sich dieBegriffs-Struktur
am besten von
einigen
zentralenBegriffen
aus einsehen. Erst nach dem Aufsuchen mehrererStandpunkte
nähert sich dassubjektive
Bild des Betrachters demobjektiven
Sachverhalt.Ein
Gesichtspunkt genügt
nicht. Es sollen deshalb mehrere zentrale
Begriffe
zumAusgangs¬
punkt
genommenwerden,
um dieBegriffs-Struk¬
tur des
Sicherheitsproblems
nach und nach zu klären. EinzelneBegriffe
des normalenSprach¬
gebrauchs
müssen dabei auf ihre besondere Be¬deutung
im betrachtetenZusammenhang
fixiertwerden. Andere
Begriffe
wiederum müssen brei¬ter
gefasst
werden, als dies der normaleSprachgebrauch
tut, damit nicht vonAnfang
an bereits bestimmte Einblicke verschlossen blei¬ben.
Zu diesem Zweck ist der
nachfolgende Begriffs¬
katalog
wertvoll. Er hält die in der vorlie¬genden Abhandlung
verwendeteSprachregelung
fest. Es ist
wichtig
zu wissen, dass dieserKatalog
nicht im voraus fixiert wurde, sondern sich im Verlaufe sorgsamer Arbeitherausgebil¬
det hat. Er steht hier am
Anfang
und mag im Zweifelsfalle dazu dienen, denangestellten Ueberlegungen präziser
zufolgen-.
Abb. 1: Begriffs-Struktur (unvollständig,
nurwichtigste Bindungen eingezeichnet)
Die Arbeit an dieser
Begriffs-Struktur
istnach Ansicht der Verfasser
notwendig.
Wenn auch dievordergründigen Ergebnisse
dieses Be¬mühens stellenweise banal zu sein scheinen
Aenderung:
Differenz zwischen zwei zeitlich aufeinan¬
der
folgenden Zuständen*) Aufgabe:
Aufforderung,
ein bestimmtes Ziel zu er¬reichen
Einfluss:
Komponente
eines Zustandes oder eines Vor¬gangs, die eine
Aenderung
hervorrufen könnte. Einschädigender
Einfluss ist ein solcher, der unter denjeweils
betrachte¬ten Umständen einen Schaden herbeiführen könnte
Ergebnis:
ein als
Folge
einesVorgangs
entstandener ZustandFehler:
eine die Toleranz
übersteigende Abweichung
zwischen Ziel und
entsprechendem Ergebnis Gefahr:
die im betrachteten Zustand vorhandene
Mög¬
lichkeit,
dassinfolge
eines unerwünsch¬ten
Vorgangs
das Ziel nicht erreicht wirdGewissheit:
aufgrund sorgfältiger Prüfung
vorhandene, durch den individuellen Erkenntnis- und Wissensstandeingeschränkte subjektive Ueberzeugung,
dassvorliegende Argumente,
Beweise usw. ausreichen, um Wahrheit anzu¬nehmen
Komponenten:
Bestandteile, aus denen sich eine
Gegeben¬
heit zusammensetzt
Mangel:
Abweichung
zwischen Ziel undentsprechen¬
dem
Ergebnis,
trotz dereine, allerdings
behinderte oder
eingeschränkte Erfüllung
des Zwecksmöglich
istMassnahmen:
willentlich
eingeführte Komponenten,
die einen Zweck erfüllen sollenProzess:
gesetzmässig
ablaufenderVorgang
Risiko
(akzeptiertes...):
Gefahr (akzeptierte...),
trotz der man das Ziel erreichen willSchaden:
Verminderung
desVermögens
Sicherheit:im absoluten Sinne: durch das Nichtvorhan¬
densein von
Gefahren
charakterisierte Ei¬genschaft
eines Zustandesim relativen Sinne: durch das Nichtvorhan¬
densein von bestimmten,
objektiv
bekann¬ten
Gefahren
charakterisierteEigenschaft
eines Zustandesobjektiv
feststellbareKomponente
einerGegebenheit
Tätigkeit:
willentlich
herbeigeführtes
GeschehenToleranz:
als
zulässig festgesetzte
oder normaler¬weise
akzeptierte Abweichung
zwischen Zielund
entsprechendem Ergebnis
Toleranzraum:
durch bestimmte Toleranzen
abgegrenzter
Raum
Unfall:
plötzlicher Vorgang,
in dessenFolge
ein Schaden entstehtUrsache:
dasjenige,
wasaufgrund subjektiver
Be¬trachtung
bzw.aufgrund
derjeweiligen Fragestellung
wohl eineFolgeerscheinung
hervorruft, selbstjedoch
keineFolgeer¬
scheinung
istVermögen:
Vermögen
wird im weitesten Sinneaufge¬
fasst als Summe von finanziellen
Mitteln,
Grund undBoden,
Sachwerten undImmobilien, Kulturgütern,
Arbeitskraft sowie Leib und LebenVersagen:
auf den Menschen
bezogen:
Nichterfüllen einerAufgabe
auf Sachen
bezogen:
Nichterfüllen eines ZwecksVorgang:
aus bestimmten
Komponenten
bestehendes Ge¬schehen zwischen zwei Zuständen
Wahrheit:
Uebereinstimmung
einerAussage
mit der dieserAussage zugrundeliegenden
Wirklich¬keit. Die vom Menschen feststellbare (re¬
lative) Wahrheit ist die
Uebereinstimmung lediglich
mit demsubjektiv
erkannten Teil der WirklichkeitWahrscheinlichkeit:
Grad der
Erwartung,
dass einmögliches Ereignis
wirklich eintreffen wirdZustand:
Aus bestimmten
Komponenten
bestehende Ge¬gebenheit
zu einem bestimmtenZeitpunkt
und in einemabgegrenzten
RaumZiel:
willentlich
angestrebter
ZustandZweck:
Zweck eines Mittels ist, ein Ziel zu er¬
reichen
Begriff
imBegriffskatalog
enthalten, so¬bald kursiv
geschrieben
2.1 Zum
Begriff
"Gefahr"-Der Lebensraum des Einzelnen und der Gemein¬
schaft ist immer von Gefahren bedroht. Inwie¬
weit diese Gefahren
wahrgenommen
werden, istabhängig
von den Bedürfnissen undMöglichkei¬
ten des Einzelnen bzw. der Gemeinschaft. Aus¬
drücke wie
Feuergefahr, Einsturzgefahr,
Ueber-schwemmungsgefahr
haben alsgemeinsames
Merk¬mal einerseits den Hinweis auf einen uner¬
wünschten
Vorgang
und andererseits dieMög¬
lichkeit,
dass dieser unerwünschteVorgang
inGang
kommen könnte. DerBegriff
Gefahr lässtsich demnach wie
folgt
definieren:Gefahr ist die im
betrachteten
Zustand vorhandeneMöglichkeit,
dassinfolge
eines unerwünschten
Vorganges
das ange¬strebte Ziel nicht erreicht werde.
Mit dem Wort
"Möglichkeit"
ist bereits ausge¬drückt,
dass derinfolge
des unerwünschtenVorganges allfällig
entstehende Zustand im be¬trachteten
Zeitpunkt
noch nicht vorhanden ist, wohl aber zu einemspäteren Zeitpunkt
auftre¬ten könnte.
Mit der
Beurteilung
"unerwünscht" kommt einesubjektive
Note in denBegriff
Gefahr hinein.Ein
Vorgang
kannje
nachEinstellung
des Be¬troffenen erwünscht oder unerwünscht
sein,
oder er kann diesemVorgang gleichgültig
ge¬genüberstehen.
Beispiel
1: Esregnet. Regnen
ist einVorgang.
Für ei¬nen Landwirt könnte es sich umeinen erwünschten Vor¬
gang
handeln,
derBergmann reagiert gleichgültig, für
den Urlauber ist derRegen
unerwünscht.Der
Vorgang
als solcher ist -ausgehend
von einem betrachteten ZustandZ^
zumZeitpunkt tj^
- die Ursache für eineAenderung
und damit für einen neuen ZustandZj+1
imZeitpunkt tj+i.
DerVorgang V^
wird inGang gesetzt
durch das Zusammentreffen einer Reihe von ge¬eigneten Komponenten
x^. DerVorgang
ist eineFunktion dieser
Komponenten.
Ein Teil der den
Vorgang
verursachendenKompo¬
nenten wird in der
Regel
bereits im betrachte¬ten Zustand
Z^
vorhanden sein. Wir bezeichnenmit nenten:
X-£v
dieGruppe
dieser verschiedenenKompo-
Xiv
"(xiV <i2, HkJ
Die auf der
Grundlage
dieser vorhandenenKompo¬
nenten den
Vorgang
auslösenden zusätzlichenKomponenten
fassen wir zu einerGruppe X-^z
zu¬sammen:
Xiz
(xil' x. ).in
Der
Vorgang Vi
lässt sich damitsymbolisch
wiefolgt
anschreibenum einen unerwünschten
Vorgang einzuleiten,
besteht dieeigentliche
Gefahr in derMöglich¬
keit des Auftretens der
Gruppe
der zusätzli¬chen
Komponenten Xjz.
Deuten wir mit G die Gefahr und mit M die
Mög¬
lichkeit an, lässt sich die Gefahr
symbolisch
wiefolgt
schreiben:G.
l
f{X. M(Xi2)}.
Beispiel
2: DieGefahr,
dass ein Bauwerk in Brand ge¬rät und dadurch zerstört
wird, hängt
von derMenge
und derEntflammbarkeit
des imBauwerk enthaltenen Mate¬rials ab sowie von weiteren
Komponenten
wieLuftzufuhr
usw. Diese
Komponenten
werden unterX^v zusammengefasst.
Als
zusätzliche Komponente
mag dasAuftreten
der Ent¬flammungstemperatur gelten (X{.s).
DieBrandgefahr
ist damit zu suchen in derMöglichkeit
desAuftretens
die¬ser
Entflartmungstemperaturen.
Nun lässt sich die
Möglichkeit,
dass die den unerwünschtenVorgang
auslösenden zusätzlichenKomponenten
auftreten, in einer nächsten Stufeder
Verfeinerung
wieder als Gefahr deklarieren,usw. Dieser Sachverhalt kann wie
folgt darge¬
stellt werden:
G
/ / \
\
*, X2 x3
/ / /
l i i
V
\
\ I1
I \
Gi G2 G3
/ / \
\
/ 1 \ / I \
x,, *12 x«
\
\
\
\
I
[\ V
"
v
Gn G,2 G,3
/ / \
\
X121 X122 *123
(XI
If)
V. f(X. , IV
X.
),
1Z
worin f als
Symbol
für das mit der Zeit ver¬bundene Geschehen zwischen den zwei Zuständen steht.
Abb. 2: Verfolgung der Ursache
vonGefahren
Gefahr ist dann vorhanden, wenn die
Möglich¬
keit für einen unerwünschten
Vorgang
besteht.Der
Begriff Möglichkeit
ist dabei wesentlichweiter
gefasst
als derBegriff
Wahrscheinlich¬keit (siehe 2.2).
Der
"Auflösungsgrad"
wird vom Bedürfnis derjeweiligen Untersuchung abhängen
und ganz si¬cher seine Grenze dort finden, wo das Wissen um die Ursachen einer Gefahr eine weitere Auf¬
teilung
nicht mehrgestattet.
Dass man raschan diese Grenze stösst,
zeigt
dasfolgende
Beispiel.
Beispiel
2: AuslösendeKomponenten für
dieZerstörung
eines Bauwerkes können unter anderenLawinen
und Erd¬beben sein. Die
Gefahr,
dass sich eine Lawinebildet, hängt
neben anderenKomponenten
von derBangneigung,
der
Temperatur
der Schneedecke und der Schneehöhe ab.Die
Gefahr für
dieBildung
kritischer Schneehöhen wie¬derum lässt sich aus der Intensität des
Schneefalls
und
Windwirkungen
(neben anderem) herleiten. Wesent¬lich weiter kommt man
aufgrund
derheutigen Kenntnisse
nicht:Gefahr
derZerstörung
des
Bauwerks
Erdbeben Feuer
Lawinen
Lawinen¬
gefahr
Hangneigung Schneehöhe
Temperatur
Gefahr
derBildung kritischer Schneehöhe
Intensität
Schneefall
Wind2.2 Gefahr und Wahrscheinlichkeit
Unter 2.1 wurde die Gefahr mit der
Möglichkeit
eines unerwünschten
Vorganges
inBeziehung
ge¬bracht. Die Gefahr ist gross, wenn viele der für einen unerwünschten
Vorgang notwendigen Komponenten
bereits in derGruppe
der vorhan¬denen
Komponenten (Xiv)
enthalten sind und nurnoch
wenige
oder gar nur noch eine zusätzlicheKomponente nötig ist,
um den unerwünschten Vor gang inGang
zu setzen.Beispiel
6: Inbenzingeschwängerter Luft fehlt
nur noch einFunken,
um eineExplosion
auszulösen. Ein ganzerStapel gefüllter, jedoch geschlossener Benzinkanister
ingut gelüftetem
Raum ist bei weitem nicht sogefähr¬
lich.
Wortverbindungen
wieakute, drohende, konkrete,
latente Gefahr usw. deuten darauf hin, dass bereits inqualitativem
SinnVergleiche
überden Grad der Gefahr
möglich
sind.Eine
Quantifizierung gelingt,
sobaldAussagen
über die Wahrscheinlichkeit des Auftretens zu¬
sätzlicher,
den unerwünschtenVorgang
auslösen¬der
Komponenten gemacht
werden können. DurchBeobachtung
einergenügenden
Anzahl ähnlicheroder
gleicher Gegebenheiten
lassen sich oftsolche
Aussagen
machen(Statistik).
Ist derBeobachtungskreis
zu eng fürgesicherte
stati¬stische
Aussagen,
lassen sich oft Wahrschein¬lichkeiten schätzen. Auch solche Schätzwerte sind in vielen Fällen noch besser als rein
qualitative Vergleiche.
Gefahr soll im
vorliegenden Zusammenhang je¬
doch nur in Ausnahmefällen mit der beziffer¬
ten Wahrscheinlichkeit für die
Auslösung
eines unerwünschtenVorganges gleichgesetzt
werden.Gefahr erscheint in den meisten Fällen viel eher als Qualität eines Zustandes
2.3 Gefahr und Massnahmen
Die
grössten
Gefahren sind dieobjektiv
unbe¬kannten und die
subjektiv
unerkannten Gefah¬ren. Erstere sind nach dem
jeweiligen
Standvon Wissenschaft und Technik - zumindest vor¬
derhand - nicht bekannt, letztere nach dem Er¬
kenntnis- und Wissensstand des Einzelnen nicht erkannt.
Abb. 3
:Gefahren in Bezug auf die Zerstörung
eines Bauwerks { Beispiel)
In anderen Fällen lassen sich die Gefahren wesentlich weiter
verfolgen.
Der Fehler in ei¬nem Plan mag auslösende
Komponente
für einenTragwerkseinsturz
sein. DieGefahren-Komponen¬
ten-Kette lässt sich dann
häufig
sehr weit ver¬folgen,
und es ist eineFrage
desUntersuchungs- Bedürfnisses,
wo man dieVerfolgung
abbricht.Beispiel
4: Einsturz - Fehler im Plan -falsche Angabe
des
Ingenieurs
-Rechenfehler
desIngenieurs
- Ueber-müdung
desIngenieurs
-private
Probleme -Erziehungs¬
probleme
bei Kindern -zurückliegende Erziehungsfehler,
etc.
Beispiel
7:Aerodynamische
Instabilitäten vonHänge¬
brücken waren vor dem Einsturz der Brücke über die
Meerenge
von Tacoma nicht beobachtet worden. DieGefah¬
ren waren nach dem
seinerzeitigen
Stand von Wissen¬schaft
und Technik noch unbekannt. Im Falle eines ver¬gleichbaren
Einsturzes inheutiger
Zeit müsste man vonmangelndem
Erkenntnis- und Wissensstand der Erbauersprechen
unddavon,
dass sie dieGefahren
nicht erkannt hatten.Erkannte Gefahren lassen sich
grundsätzlich
durch Massnahmen
beseitigen
oder doch auf einals
tragbar akzeptiertes
Mass reduzieren. In letzterem Fallspricht
man vonakzeptiertem
Risiko: trotz bestehender Gefahr will man ein Ziel erreichen.Die
Beseitigung
erkannter Gefahren setzt dierichtige Anwendung
derrichtigen
Massnahmenvoraus.
Als
Restgefahren
liessen sich demnach bezeich¬nen die unbekannten und unerkannten
Gefahren,
dieunberücksichtigten Gefahren,
dasakzep¬
tierte Risiko sowie die
infolge
falscher Mass¬nahmen bzw. falscher
Anwendung richtiger
Mass¬nahmen nicht
beseitigten
Gefahren.Gefahren
I 1
Restgefahren
objektiv bekannt
subjektiv erkannt
berücksichtigt
durch
Massnahmenberücksichtigt
richtige
Massnahmen
richtig angewen¬
dete Massnahmen
1
objektiv unbekannt
subjektiv unerkannt
unberücksichtigt
1
durch Akzeptieren als Risiko berücksichtigt
1
falsche Massnahmen
falsch angewen¬
dete Massnahmen
Abb. 4: Gefahr und Restgefahr
Beispiel
8:Windbeanspruchung
kann zu einerGefahr für
ein Hochhaus werden.Komponenten
derWindbeanspruchung
sind unter anderen= Winddruck in bestimmtem Punkt
= Höhe des Bauwerkes
=
Grundrissform
des Bauwerkes=
Einfluss
der Kanten=
Dynamische
"Antwort" des BauwerkesJede dieser
Komponenten
lässt sich alsGefähr
in einer nächstenStufe
ansehen (siehe 2.1). AlsBeispiel
seifolgende Aufteilung
dieserGefahren
diskutiert:x .
objektiv
unbekannt(eine
heute an sich nicht mehrzutreffende Klassifizierung)
x :
subjektiv
unerkanntx- :
unberücksichtigt,
dazutreffende Unterlagen
nichtgreifbar
waren und imübrigen
der Ein¬fluss
als unwesentlicheingeschätzt
wurdex :
berücksichtigt
x : nicht voll
berücksichtigt,
sondern nur in der durch die Normvorgeschriebenen
Grösse(x^):
die diese Grösse
übersteigenden
Winddruckewerden als
akzeptierbares
Risiko inKauf
ge¬nommen
Cx-|2'-
Bei der
Berücksichtigung
derKomponenten
X2 und x^in
der statischenBerechnung
undBemessung
entsteht wegenAbweichungen
zwischen Modell undWirklichkeit
eineDif¬
ferenz
x^2' zusätzlichpassiert
einRechenfehler
x-113,so dass mit
x111
«X11~X112~X113
( ^nsymbolischer
Schreibweise) nur ein Teil derGefahren
aus x-| berück¬sichtigt
und damitbeseitigt
ist.Unter den
Restgefahren
nimmt dasakzeptierte
Risiko eineSonderstellung
ein. Nur dieseswird bewusst
eingegangen
und isteingehender Beurteilung zugänglich
(siehe 2.4).Alle anderen Bes bleiben
verborge Strategien
, d.halle Merkmale di
gehen
dieRestge
gangene
akzeptie
ses Ziel ist woh wirken schon bes dieses Ziels gan duktion der im B
tandteile de n. Ziel müss
¦ durch ein eser Gefahre f ahren auf d rte Risiko z 1 letztlich
cneidene Seh z erheblich auwesen best
r
Restgefahren
te
sein,
durchzweckmässiges
undn erfassendes Vor- as bewusst
einge-
u reduzieren. Die- unerreichbar, doch ritte in
Richtung
im Sinne einer Re- ehenden Gefahren:
* Im Bereich der
objektiv
unbekannten Gefahren durchFörderung
derGrundlagenforschung, sorgfältige Auswertung
vonErfahrungen
undeingehende Untersuchung
"unerklärlicher Phä¬nomene".
* Im Bereich der
subjektiv
unerkannten Gefah¬ren durch
Verbesserung
derAusbildung
undWeiterbildung
auf allen Stufen.* Im Bereich
unberücksichtigter
Gefahren durchSchaffung
klarerVerantwortungsbereiche
undKompetenzaufteilung
sowie durchBekämpfung
aller Formen von
Sorglosigkeit, Nachlässig¬
keit,
Fahrlässigkeit, Ignoranz
usw. auf al¬len Stufen.
* Im Bereich falscher Massnahmen durch ein¬
gehendes
Studiummöglicher Konsequenzen
vor derRealisierung
der Massnahmen. Rasch ge¬troffene Massnahmen
(Improvisationen)
haben grosseChance,
sich als falsch zu erweisen.* Im Bereich falsch oder fehlerhaft
angewende¬
ter Massnahmen durch
Forderung
nach klaren undeindeutigen Anweisungen,
nach übersicht¬lichen und kontrollierbaren
Unterlagen
unddurch
Schaffung
von Kontrollinstanzen über¬all dort, wo die
Verantwortung gegenüber
demAuftraggeber
dies erfordert.Auch die
Befolgung
aller dieserForderungen
undAnregungen
sindgeeignet.
Gefahren zu ver¬ringern
und allenfalls zubeseitigen.
Es han¬delt sich also auch bei diesen um Massnahmen im Sinne
vorliegender Sprachregelung.
2.4 Gefahr und
akzeptiertes
RisikoIm normalen
Sprachgebrauch
bedeuten Wahrschein¬lichkeit und Risiko fast das
gleiche.
Der Be¬griff
Risiko wird vielleicht etwas stärker inRichtung
willentlichesEingehen
von Gefahrenverstanden.
In dieser Arbeit wird von
akzeptiertem
Risikogesprochen.
DasAdjektiv
deutet darauf hin, dass man die Gefahr eines unerwünschten Vor¬ganges in Kauf nimmt. Das
akzeptierte
Risiko wird der Gefahrgleichgesetzt,
trotz der mandas
angestrebte
Ziel erreichen möchte. Be¬standteil des
Begriffes
ist, dass man dieses Risiko bewusstakzeptiert.
Beispiel
9: Beim Bau einesFlusskraftwerkes
stellt sich dieFrage
nach der Höhe derKofferdämme.
Jehöher,
desto teurer. Schliesslich bemisst man die Höheauf
das sog.10-jährige
Hochwasser undakzeptiert
dasRisiko,
dass während der Bauzeit eingrösseres
Hochwasserauftreten
könnte.Während die bisher diskutierte Verhaltensweise erkannten und bekannten Gefahren
gegenüber
da¬durch
gekennzeichnet ist,
dass Massnahmen er¬griffen
werden, um die Gefahr zubeseitigen,
wird hier die Gefahr
akzeptiert.
Auch dies kann als Massnahme im weiteren Sinne verstan¬den werden.
Durch das
Akzeptieren
ei dieMöglichkeit
eines Sc Wahrscheinlichkeit des A wünschtenVorganges,
mulwartbaren Schaden und ge
möglichen
Gewinn beigut
ganges, dient dabei häufEntscheid,
ob ein Risiko soll oder nicht. Nicht imögliche
Gewinn und derdeutig
bezifferbar. Die dann eher irrationalen umenten.
nes Risikos nimmt man hadens in Kauf. Die uftretens eines uner-
tipliziert
mit dem er-genübergestellt
demem
Ausgang
des Vor¬ig
als Basis für denakzeptiert
werdenmmer ist
jedoch
der erwartbare Schaden ein¬Verhaltensweise
folgt
nd
subjektiven Argu-
Es ist eine Tatsache, dass
häufig
derTräger
des Risikos und damit
derjenige,
der den Scha¬den zu
tragen
hat, nicht identisch ist mit dem¬jenigen,
der den Gewinn hat. Dieser Sachver¬halt ist
anstosserregendl
Beispiel
10: Es istbilliger,
eineBaugrube
steiler ab- zuböschen. DerIngenieur
istgeneigt,
dem BauherrnKosten zu ersparen und hat die
Tendenz,
so steil alsirgend
vertretbar abzuböschen. Beigutem Ausgang
zieht der Bauherr Nutzen aus demRisiko,
welches derIngenieur eingegangen
ist. Beiungutem Ausgang
wirdjedoch
derIngenieur
nach derheutigen Rechtsauslegung für den
Sahaden verantwortlich undhaftpflichtig gemacht.
Eine
Lösung
aus diesem Dilemma ist nurmöglich,
wenn vor dem
Eingehen
einesakzeptierten
Risi¬kos durch klare
Vereinbarungen
dafürgesorgt
ist, dass derTräger
des Schadens und der Trä¬ger des
allfälligen
Gewinnes in einer Personvereinigt
sind.Beispiel
11: Bauherr undIngenieur einigen
sichförm¬
lich und nach
eingehender Abwägung
von Risikound
Ge¬winn
darauf,
dass der Bauherr nicht nur den Gewinn bei gutemAusgang,
sondern auch den Schaden beiungutem Ausgang trägt.
In vielen Fällen lässt sich diese
Einigung
nicht herstellen. In diesen Fällen muss der für einen
allfälligen
SchadenHaftpflichtige
seine Massnahmen so treffen, dass er seine
Verantwortung tragen
kann. Wesentliche Grenzen in dieserBeziehung
setzt zumBeispiel
die Ge¬sellschaft in Form von Gesetzen, Normen und
Regeln.
Ist der
Träger
des Schadensgleichzeitig
derdurch das
Eingehen
eines RisikosGewinnende,
und sind durch die Gesellschaftgesetzte
Gren¬zen nicht
tangiert,
so steht demAkzeptieren
eines Risikosgrundsätzlich
nichts imWege.
Beispiel
12: Sobald keine Personen oder Drittegefähr¬
det
sind,
sollte es einem Unternehmergestattet sein,
einenprovisorischen Kofferdamm für
ein kleineres Hoch¬wasser zu
bemessen,
wenn er bereitist,
denallfälligen
Schaden zu
tragen.
Recht undbillig
ist es in diesemFall,
ihmdasjenige
zubezahlen,
was nachAuffassung
des Bauherrn oder seiner Vertreternötig
gewesenWäre,
um die
Gefahr
in einem zu vereinbarenden Mass zu be¬seitigen.
ZIEL UND FEHLER
3.1 Ziel und
Aufgabe
Die aus bestimmten
Komponenten
bestehende Ge¬gebenheit
zu einem bestimmtenZeitpunkt
und in einemabgegrenzten
Raum wird als Zustand be¬zeichnet.
Raumabgrenzung
und betrachteter Zeit¬punkt
richten sich nachderjeweiligen Frage¬
stellung.
Mit einem - ebenfalls aus
Komponenten
bestehen¬den -
Vorgang Vi
wird ein ZustandZi
in einennächsten Zustand
Zi
+-|übergeführt.
Die Diffe¬renz zwischen diesen beiden Zuständen ent¬
spricht
der durch denVorgang hervorgerufenen Aenderung.
Vom Zustand
Zi ausgehend
wird mit dem an¬schliessenden
Vorgang
ein Zielangestrebt.
Jenach
Fragestellung
kann eszweckmässig sein,
Zwischenziele zuformulieren,
einenkomplexen Vorgang
also inzweckmässig gewählte
Teilvor¬gänge
zuzerlegen.
Beispiel
IS: Ziel ist: Bereitstehen eines Gebäudes.Zwischenziele können sein
je
nachFragestellung:
Pro¬jektpläne fertig,
Baubewilligt,
Arbeitenvergeben,
Ar¬beiten
fertiggestellt,
Bauabgenommen,
Baubezogen;
aber auch:
Baugrube ausgehoben,
Fundamentebetoniert,
Wändefertiggestellt
usw.; oder:Schalung gestellt,
Be¬wehrung verlegt,
Betonierarbeitenabgeschlossen,
Beton erhärtet usw.Vorgang Vi
Formulierung der Aufgabe
Zu
Planung
desVorgangs
¦i2
Ausführung
Zustand Zi+i
Abb. 5
:Formulierung der Aufgabe, Planung und Ausführung im Falle willentlich herbei¬
geführter Vorgänge
Will man ein Ziel
gangszustand
in anen. Eine
Analyse wendig.
Sodann munen
Komponenten
uangestrebte
ZielKomponenten
von A sindGegenstand
dne
sorgfältige
FoGrundlage jedes
zran schliesst sie und schliesslich
erreichen, muss man den Aus- llen seinen
Komponenten
ken-des
Gegebenen
ist also not-ss der
Vorgang
in allen sei- ntersucht werden, damit das wirklich erreicht wird. Dieusgangszustand
undVorgang
er zu stellenden
Aufgabe.
Ei-rmulierung
derAufgabe
istielgerichteten Vorganges.
Da¬li an die
Planung
desVorganges
die
Ausführung
desVorganges.
Es scheint
zweckmässig, jeden
willentlich her¬beigeführten Vorgang
in diese drei Bestand¬teile zu
zerlegen
undAufgabenstellung
und Planals Zwischenziele zu bezeichnen.
Die
Erfahrung lehrt,
dass viele Fehler auf ei¬ne
mangelhafte Aufgabenstellung
oderungenü¬
gende Planung
desVorganges
zurückzuführen sind.Beispiel
14:Bereitstellen
desBewehrungsplanes;
Vor¬gang:
Bewehrungsplan
zeichnen. Besser wäre: Zwischen¬ziel:
Klärung
derAufgabe
desBewehrungsplanes,
Fest¬legung
des Darzustellenden(Schnitte, Details),
Zeich¬nen des
Bewehrungsplanes.
Beispiel
15: Das Ansahreiben eines anderen als des vor¬gesehenen
Stahldurchmessers in einemBewehrungsplan
iststets als Fehler zu werten. Für den
effektiven
Durch¬messer
gelten
Toleranzen.Die
Einführung
einer anderen als dervorgesehenen Spann¬
weite in eine atatische
Berechnung
ist als Fehler zuwerten,
auchdann,
wenn dieAuswirkung
dieses Fehlers imVerlaufe
derBerechnung
in der normalen Rechenschär¬fe untergeht.
Für letzterehingegen gilt
ein Toleranz¬raum, der z.B. durch den
Begriff:
normale Rechenschie¬bergenauigkeit festgelegt
ist.Unter der
(allerdings gelegentlich
zuüberprü¬
fenden)
Voraussetzung,
dass das Zielrichtig ist, liegen
die Ursachen fürAbweichungen
unddamit auch für Fehler entweder im
Ausgangszu¬
stand
Zi
oder imVorgang Vi,
und hier entwederin der
Formulierung
derAufgabe,
in der Pla¬nung des
Vorganges
oder in dessenAusführung
(siehe Abb.5).Wichtig
ist, dass sich derBegriff
Fehler nichtam
Erfolg
bzw. denFolgen orientiert,
sondern allein an derFrage,
ob dasErgebnis innerhalb
des das Ziel umschliessenden Toleranzraumesliegt
oder nicht. DerBegriff
Fehler darf nicht mit demBegriff
Schaden verwechselt werden, ob¬wohl oft ersterer letzteren
impliziert.
3.2 Fehler und Toleranzraum
Durch einen
zielgerichteten Vorgang Vi
wirdder Zustand
Zi
in den ZustandZi+^ überge¬
führt. Dieser Zustand
Zj+^
alsErgebnis
desauf dem Zustand
Zi
aufbauendenVorganges V^
wird in der
Regel
nicht demangestrebten
Zielentsprechen.
DerVergleich
zwischen Ziel undErgebnis
nennt manKontrolle;
dieser deckt inder
Regel Abweichungen
auf.Gewisse
Abweichungen
wird man tolerieren. Das Ziel einesVorganges gilt
alserreicht,
wenndie
Abweichungen
zwischenErgebnis Z-^
+1 und Ziel eine alszulässig festgesetzte
oder nor¬malerweise
akzeptierte Grösse,
die sog. Tole¬ranz, nicht überschreiten. Da es sich bei den
Abweichungen
normalerweise nicht nur um "ein¬dimensionale Sachverhalte handelt,
spricht
man besser von einem Toleranzraum.Als Fehler werden
Abweichungen
dannbezeichnet,
wenn die
Ergebnisse
ausserhalb des Toleranz¬raumes
liegen.
Innerhalb des Toleranzraumesliegende Ergebnisse gelten
als: Ziel erreicht.Ziel gilt
alserreicht
Ziel nicht erreicht
ein-
bzw. mehr -dimensionale Begrenzung
desToleranz raumes"
Abb. 6: Ziel und Toleranzraum
3.3 Fehler und
Ausgangszustand
Die
Komponenten
desAusgangszustandes
beein¬flussen das
Ergebnis.
Bei derFestlegung
desauf das Ziel hin
gerichteten Vorganges
sindjedoch
nicht alleKomponenten bekannt,
manche bleiben unerkannt, über andere wieber'irn wird die Kenntnisunvollständig
sein. Die "latsache, dass das bekannte Bild desAusgangszustandes
von der Wahrheit verschieden
ist,
kann zu Ab¬weichungen
zwischen Ziel undErgebnis
und dem¬nach auch zu Fehlern führen.
Inwieweit Wahrheit und Bild
auseinanderklaffen, hängt
von derSorgfalt
ab, die man auf die Er¬arbeitung
des Bildes verwendet hat, wirdje¬
doch auch vom individuellen Erkenntnis- und Wissensstand des Beurteilenden beeinflusst sein. Wo ein Laie nichts
spezielles
bemerken wird, schliesst ein erfahrener Fachmann ausmanchen, fast unmerklichen Anzeichen auf das Vorhandensein
gewisser Komponenten.
Beispiel
16: Einerfahrener
Fachmann wird aus dem Wuchs und derStellung
von Bäumen, aus Art undAusbildung
der bodenbedeckendenVegetation,
aus den Geländeformen
und weiteren Anzeichenauf
Rutschzonenschliessen,
dieTiefe
der Gleitschichten abschätzen können und vielleicht so¬
gar
Angaben
über dieGeschwindigkeit langsamer
Erdbe¬wegungen wagen, wo ein
Unkundiger
nichts als Gras und Bäume sieht.Fehler vermeiden, heisst demnach
zunächst,
sich' einmöglichst wahrheitsgetreues
Bild desAusgangszustandes
zu machen, sich Gewissheit über diesen zu verschaffen. Gewissheit hierbei verstanden als dieaufgrund sorgfältiger
Prü¬fung
entstandene, durch den individuellen Er¬kenntnis- und Wissensstand
eingeschränkte
sub¬jektive Ueberzeugung,
dassvorliegende Argumen¬
te, Beweise usw.
ausreichen,
um Wahrheit anzu¬nehmen.
Bemerkenswert
ist,
dass fürgewisse
Merkmaleeines Zustandes ein Toleranzraum existiert, für andere nicht.
Dass ein
wahrheitsgetreues
Bild letztlich uner¬reichbar
ist,
muss man zur Kenntnis nehmen;ebenso die