Erschütterungsschutz

Ermittlung von Erschütterungseinwirkungen, Erarbeitung von Maßnahmen

Erschütterungen fallen als Immissionen, die nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind, Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft herbeizuführen, unter das Bundes-Immissionsschutzgesetz. Sie treten häufig in unmittelbarer Nähe zu Schienenwegen oder in der Nähe von Baustellen oder bei Industrieanlagen auf.

Physikalisch betrachtet sind Erschütterungen tieffrequente Schwingungen, die in Gebäude eingeleitet und von Menschen wahrgenommen werden können und auch zu Schäden am Gebäude führen können. Diese Schwingungen werden in Form von elastischen Wellen übertragen. Durch die gute Weiterleitung in festem Grund sowie in Beton, Mauerwerk und Stahl können sich Erschütterungen auch über große Distanzen auswirken.

Erschütterungen treten häufig gemeinsam mit tieffrequenten Geräuschen und/oder spürbarem, aber nicht hörbarem Infraschall auf.

Die Einwirkung auf den Menschen, z. B. durch schwingende Geschossdecken, kann zu Belästigungen in erheblichem Umfang führen. Durch messtechnische Analysen im zu schützenden Einwirkungsbereich (z. B. Aufenthaltsräume von Wohnungen, Arbeitsplätze oder schwingungsempfindliche Anlagen) können Erschütterungen quantifiziert, anhand einschlägiger Richtlinien in ihrer Wirkung beurteilt und entsprechende Minderungsmaßnahmen ausgearbeitet werden.

Darüber hinaus kann im Vorfeld einer Planung, z. B. für Projekte im Schienen- und Straßenverkehr, gewerblichen Bereich, Hochbau und der Bauleitplanung eine Prognose erforderlich werden. Untersuchungen zum Erschütterungsschutz sollten schon in der Planungsphase mit einbezogen werden, da eine wirksame Ausführung von baulichen Maßnahmen zum Erschütterungsschutz nach dem Bau der Anlage nur in den seltensten Fällen möglich ist. Häufig ist eine Beurteilung der Auswirkungen der geplanten Projekte erst aufgrund der Kenntnis der ursprünglichen Belastung möglich, die zunächst beim Betrieb der bestehenden Anlagen ermittelt werden müssen.

Wir bieten mit unseren Erfahrungen und Möglichkeiten effektive Lösungen zu folgenden Themen an:

  • Erschütterungsmessungen
  • Erschütterungsprognosen
  • Beurteilung von Erschütterungen (Einwirkung auf den Menschen und auf Gebäude) nach den Normen DIN 4150 „Erschütterungen im Bauwesen“ und DIN 45669 „Messung von Schwingungsimmissionen“
  • Beratung bei Maßnahmen zum Erschütterungsschutz im Zusammenhang mit der Planung von Bauvorhaben auf erschütterungstechnisch vorbelastetem Baugrund (Nähe von Bahnlinien, U-Bahn, Gewerbe etc.),
  • Lösungsvorschläge zur Körperschallentkopplung und Schwingungsisolierung bei Anlagen innerhalb von Gebäuden (Heizungsanlagen, Klimageräte, Notstromaggregate etc.)
  • Beratung bei der Installation von schwingungsempfindlichen Einrichtungen (Laboreinrichtungen, Elektronenmikroskope, optische Experimente Messeinrichtungen im Fertigungsbereich, Waagen, Fertigungseinrichtungen mit hoher Genauigkeit)
  • Auslegung der Schwingungsisolierung
  • Schwingungsentkopplung für Maschinen und Aggregate
  • Beratungsleistungen für schwingungs- und geräuscharme Konstruktionen (Planung von Anlagen und Analyse bestehender Schwingungsquellen)
Erschütterungsschutz

Erschütterungen durch Schienenverkehr

Von ober- oder unterirdischen Schienenverkehrswegen gehen Schwingungen aus. Falls Gebäude an schwingungsbelasteten Orten errichtet werden sollen, führen wir im Vorfeld Standortanalysen und Risikobewertungen durch. Bei festgestellten oder prognostizierten schädlichen Einwirkungen beraten wir Planer und Bauherren. Für den Schutz der Anwohner vor Erschütterungen bieten wir Ihnen vielfältige Lösungsmöglichkeiten, beispielsweise die Nennung von Mindestabständen zwischen Bebauung und Gleis. Auch technische Maßnahmen, wie z. B. eine elastische Gebäudelagerung, werden von uns der vorliegenden Situation entsprechend vorgeschlagen.

Unsere Leistungen umfassen:

  • Prognosegutachten für Erschütterungseinwirkungen
  • Dimensionierung von erschütterungsmindernden Maßnahmen
  • Schwingungsmessungen als Abnahmemessung

Soll eine neue Eisenbahntrasse gebaut werden oder sind Veränderungen vorgesehen, muss in Deutschland zunächst ein Planfeststellungsverfahren eingeleitet werden. In Bezug auf die Erschütterungen ist zu prüfen, ob durch die neue Gleistrasse keine belästigenden Erschütterungen auf die Anwohner einwirken:

  • Messung des IST-Zustandes der Erschütterungen
  • Messung der Erschütterungsausbreitung
  • Messung der Übertragungen im Gebäude
  • Prognose der zukünftigen Erschütterungen
  • Beurteilung der Erschütterungen
  • Vorschlag von Maßnahmen zur Minderung der Erschütterungen (Erschütterungsschutzmaßnahmen am Gleis)
Erschütterungen durch Schienenverkehr

Baustellen

Hochbau, Tiefbau, Abbrucharbeiten

Bei der Durchführung von Bauarbeiten (z. B. Rammen, Einvibrieren, Verdichten, Abbrucharbeiten, Sprengungen) können große, leistungsstarke Baumaschinen massive Erschütterungen erzeugen.

Diese Erschütterungen werden über den Baugrund auf benachbarte Bauwerke übertragen und können dort die Wohnqualität mindern oder sogar die Gebäudesubstanz beschädigen. Für beide Fälle gibt es Anhaltswerte in der Norm DIN 4150 „Erschütterungen im Bauwesen“, die nicht überschritten werden dürfen. Bei der Arbeit mit schwerem Gerät und Sprengarbeiten haftet erfahrungsgemäß der Bauherr für auftretende Schäden an umliegenden Gebäuden oder Bauwerken. Zur Absicherung der Baumaßnahme können die aktuellen Erschütterungen gemessen und eingestuft werden. Eine Schwingungsmessung hilft sowohl dem Bauherrn, sich gegen eventuelle Schadensersatzansprüche abzusichern, als auch dem Betroffenen, sich gegen unzulässige Erschütterungen zu schützen.

Baubegleitende Erschütterungsmessungen (Dauerüberwachung) gewährleisten die Einhaltung von vorher festgelegten Anhaltswerten, bei deren Überschreitung mit dem Auftreten von Schäden an betroffenen Gebäuden bzw. technischen Anlagen (Funktionsstörungen) zu rechnen ist.

Aber nicht nur die Messung und Beurteilung der Erschütterungsstärke, sondern auch die vorbeugenden Maßnahmen spielen bei uns eine wesentliche Rolle. Erschütterungen können deutlich verringert oder möglicherweise ganz ausgeschlossen werden, wenn geeignetes Arbeitsgerät gewählt wird und deren Einsatzmöglichkeiten bzw. –grenzen genau bestimmt werden. Auf Basis von Messungen während eines Probebetriebs können Erschütterungsprognosen erstellt werden, auf deren Grundlage der Einsatzbereich der Baugeräte festgelegt werden kann.

Für die Projektierung, den Nachweis als Beweissicherung und die Schadensvermeidung ist die Prognose der Erschütterungswirkung, die Erschütterungsmessung und die Begutachtung durch einen Sachverständigen erforderlich.

Durch unsere Erfahrung im Bereich der Erschütterungsmessung und Bewertung der Messdaten können wir Sie individuell für jede Ihrer Baumaßnahmen beraten:

  • Messungen nach der Norm DIN 4150, Teil 2 „Einwirkungen auf Menschen in Gebäuden“
  • Messungen nach der Norm DIN 4150, Teil 3 „Einwirkungen auf bauliche Anlagen“
  • Dauerüberwachung
  • Prävention
Erschütterung durch Baustellen

Industrieanlagen

Erschütterungen durch Maschinen

Fast alle Industriemaschinen erzeugen Schwingungen. Beispiele für große Schwingungserzeuger sind Schmiedehämmer und Großpressen in der Stahlindustrie, Schlagbrecher und Mühlen in der steinverarbeitenden Industrie und Webstühle in der Textilindustrie. Kleinere Schwingungen können von raumlufttechnischen Anlagen, Kälteaggregaten, BHKW, Motoren, Fräsen oder ähnlichen Anlagen verursacht werden.

Allen genannten Beispielen ist gemein, dass Schwingungen erzeugt werden, die sich störend auf den Menschen oder Maschinen bzw. sogar schädigend auf die Bausubstanz auswirken können.

Die Schwingungsisolierung ist ein wirksames Mittel, um Schwingungsübertragungen zu mindern.

Die GTA mbH bietet Ihnen folgende Leistungen:

  • Messung und Bewertung der Schwingungen
  • Erarbeitung von Konzepten zur Sanierung und Schwingungsminderung
  • Prognoseberechnungen
  • Auslegung der Schwingungsisolierung
  • Fachplanung der Maßnahmen

Sekundärer Luftschall

Über das Erdreich und die Fundamente gelangen Erschütterungen von außen in Gebäude. Dieser Körperschall wird von den in Schwingung versetzten Raumbegrenzungsflächen, insbesondere den Geschossdecken, als relativ tieffrequentes Geräusch abgestrahlt. Dieses Phänomen heißt Sekundärluftschall, um die Geräuscheinwirkung vom Primärschall, der direkt durch die Luft übertragen wird, zu unterscheiden.

Anders als Erschütterungseinwirkungen unterfällt der sekundäre Luftschall § 41 Abs. 1 BImSchG, weil sekundärer Luftschall Verkehrsgeräusch im weiteren Sinne ist. Das Bundesverwaltungsgericht hat in seinem Urteil BVerwG 7 A 14.09 vom 21.12.2010 darauf hingewiesen, dass sich auf den Sekundärluftschall bezogene Ansprüche auf Schutzvorkehrungen bzw. auf Geldausgleich nach § 74 Abs. 2 Satz 2 und 3 VwVfG richten. Das in §§ 41 ff. BImSchG normierte Lärmschutzsystem sei nämlich insoweit lückenhaft; denn die Regelung der 16. BImSchV bezieht sich nur auf den primären Luftschall. Ein spezielles Regelwerk zur Bestimmung der Zumutbarkeitsschwelle beim sekundären Luftschall gibt es bislang nicht. Zur Schließung dieser Lücke ist auf Regelungen zurückzugreifen, die auf von der Immissionscharakteristik vergleichbare Sachlagen zugeschnitten sind.

Aber auch technische Geräte im Gebäude (z. B. raumlufttechnische Anlagen, Pumpen und Kompressoren) können sekundären Luftschall verursachen. Die Körperschalleinleitung dieser Geräte unmittelbar in das Gebäude, kann Geräusche in einem – zum Teil weit entfernten Raum – hervorrufen.

Für Anlagen, z. B. in technischen Zentralen über schutzbedürftigen Räumen, Wohnungen und Büro- oder Besprechungsräumen, planen wir gezielt körperschall– und schwingungsisolierende Maßnahmen.

Erschütterungsmessungen

Grundlage für die Beurteilung der Schädlichkeit oder Belästigungswirkung von Erschütterungen sind gesicherte Messergebnisse. Dazu werden die Schwingungen an den Immissionsorten im Gebäude mit geeigneten Schwingungsmessern erfasst und aufgezeichnet.

Mit der fach- und normgerechte Ausführung von Messungen nach der Norm DIN 45669 und der Beurteilung nach der Norm DIN 4150 wird gewährleistet, dass – auch bei eventuellen Streitfällen – die Messergebnisse eingehenden Prüfungen standhalten. Unsere Systeme werden daher immer dem aktuellen Stand der Technik angepasst und regelmäßigen Qualitätskontrollen unterzogen.

Für kompetente Beratung stehen wir Ihnen unverbindlich zur Verfügung.

Erschütterungsmessung

Erschütterungsprognose

Eine rein theoretisch begründete Prognose von Erschütterungen und Sekundärschall ist mit großen Unsicherheiten behaftet, da das dynamische Verhalten des Untergrunds und der betroffenen Anrainergebäude samt zugehörigen Wechselwirkungen theoretisch zu wenig genau erfasst werden kann. Sichere Prognosen erfordern daher die messtechnische Untersuchung der Erschütterungsübertragung, z. B. durch Probe-Sprengungen bei Abbrucharbeiten. So ist es im Vorfeld von Erschütterungen verursachenden Arbeiten möglich, mittels Erschütterungsprognose eine Abschätzung der zu erwartenden Einwirkungen vorzunehmen.