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Erdbebenrisiko – Erdbebensicherheit auch für sekundäre Bauteile

Die Notwendigkeit einer zielgerichteten Planung wird heute in der Praxis oftmals unterschätzt, kann aber bei Nichtberücksichtigung erhebliche Kosten zur Folge haben.

Das Thema Erdbeben ist seit Einführung der geltenden Tragwerksnormen der SIA 2003 ein wichtiger Bestandteil der Planung. Bisher lag der Fokus jedoch vor allem auf dem Tragwerk an sich und nicht auf den übrigen Gebäudeelementen und der Haustechnik. Da diese 60 bis 80 % der Baukosten ausmachen, kann es zu erheblichen Folgekosten bei deren Zerstörung kommen. In der Schweiz werden Erdbebenschäden derzeit nicht durch die obligatorische Feuer- und Elementarschadenversicherung gedeckt. Bei einem Erdbeben können die Gebäudeelemente, die beschädigt werden, Personen gefährden, das Tragwerk beschädigen oder den Betrieb wichtiger Anlagen beeinträchtigen. Inwieweit die sekundären Bauteile eines Gebäudes im Erdbebenfall zu sichern sind, ist normativ noch nicht geregelt und muss somit projektspezifisch definiert werden. In der Praxis und der Planung muss diesem Thema in Zukunft vermehrte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Welche Bauteile betrachtet werden müssen und welche Massnahmen zu ergreifen sind, ist den Projektbeteiligten meistens zu wenig klar und die Notwendigkeit wird unterschätzt.

Sekundäre Bauteile und weitere Installationen und Einrichtungen (kurz SBIE) sind gemäss Definition der SIA 261 Bauteile, die nicht Bestandteile des Tragwerkes sind:

  • Fassadenelemente und Wände, die weder der vertikalen Lastabtragung noch der horizontalen Aussteifung des Tragwerks dienen.
  • Bedachungen
  • Beläge und Unterlagsböden (auch Doppelböden und Hohlböden)
  • Trennwände und Verkleidungen
  • Geländer, Brüstungen und Randabschlüsse
  • Abschrankungen
  • Deckenbekleidungen (auch abgehängte Decken)
  • Isolationen und Abdichtungen
     

sowie ortsfeste Einrichtungen:

  • Aufzüge und Rolltreppen
  • Technische Anlagen für Heizung, Lüftung, Sanitär und Klima
  • Elektroanlagen
  • Leitungen ohne Füllgut
  • Kabelkanäle
     

Schadenursachen
Es gibt grundsätzlich vier mögliche Ursachen für Schäden an den SBIE:

  1. Das Gebäude wird durch Erdbeben in Schwingungen gebracht. Dabei können nicht oder ungenügend befestigte Elemente rutschen, schaukeln, kippen oder an andere Objekte schlagen (Trägheitskräfte). Hierbei spielen das gesamte Bauwerk und der Standort des Gebäudes eine Rolle.
  2. Durch Bauwerksverformungen können die SBIE, die am Tragwerk befestigt sind, beschädigt werden.
  3. Das Auseinanderdriften und Zusammenstossen kann die SBIE stark beschädigen.
  4. Die SBIE können sich bei einem Erdbeben gegenseitig beschädigen.

Schadensausmass und -folgen
Folgende drei Schadenskategorien sind zu unterscheiden:

  1. Gefährdung von Menschenleben (Personenschäden)
  2. Sachschäden
  3. Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit

Im Worst Case können Schäden aller drei Kategorien gleichzeitig entstehen.

Der Personengefährdung wird die grösste Bedeutung beigemessen. Einerseits können schwere herabstürzende Elemente lebensbedrohend sein, andererseits können herabfallende SBIE den Fluchtweg blockieren.

Sachschäden resultieren entweder aus der direkten Beschädigung der SBIE oder aus Folgeschäden, zum Beispiel wenn durch die Zerstörung der Sprinklerleitung ein Wasserschaden entsteht.

Durch die Beschädigung von SBIE kann ausserdem die Funktionstüchtigkeit des Betriebes beeinträchtigt werden, beispielsweise durch die Zerstörung von Servern, Aufzügen oder Belüftungselementen.

Vorgaben
Es bestehen für alle Bauwerke normative Anforderungen an die Erdbebensicherheit von gefährdenden sekundären Bauteilen. Dies bedeutet, dass der Personenschutz in jedem Fall und für alle Bauwerksklassen zu gewährleisten ist.

Für die Schadensbegrenzung und die Aufrechterhaltung der Produktion und/oder des Betriebs in Gebäuden der Bauwerksklassen (BWK) I und II bestehen keine normativen Vorgaben an die erdbebengerechte Durchbildung von weiteren SBIE. Die Anforderungen sind im eigenen Interesse projektspezifisch festzulegen.

Erhöhte Anforderungen an die SBIE gelten bei der BWK III im Zusammenhang mit der Funktionstüchtigkeit des Bauwerkes wie z.B. bei Akutspitälern.

Erdbebensicherung von SBIE
Ein vollständiger Erdbebenschutz für ein Bauwerk und seine SBIE kann aufgrund der vielen Schadenseinflüsse nicht erreicht werden. Es gibt aber typische Schadensbilder für die gängigsten SBIE und präventiv anwendbare Sicherungsmethoden. Diese können anhand konkreter Fallbeispiele im Handbuch «Erdbebensicherheit für sekundäre Bauteile und weiterer Installationen und Einrichtungen, Empfehlungen und Hinweise für die Praxis» nachgelesen werden.

Schadensbegrenzung
Für eine erdbebengerechte Planung, Bemessung und Ausführung von SBIE ist der Dialog zwischen den Fachplanern dringend notwendig und früh zu suchen. Gewisse Massnahmen können auch ohne einen Bauingenieur einfach und kostengünstig umgesetzt werden. Für andere Verbindungen benötigt es Berechnungen und klar beschriebene Spezifikationen. Dafür ist es wichtig, die Ansprüche und Zuständigkeiten von Anfang an festzulegen. Hierbei spielt auch eine Rolle, ob es sich um einen Neubau oder ein bestehendes Gebäude handelt.

Projektspezifisch können folgende Instrumente hilfreich sein und die Erarbeitung des Projektes erleichtern: Erhebungsformular (zur Risikoeinschätzung), Zuständigkeitsmatrix, Projektpflichtenheft, Nutzungsvereinbarung sowie das Abnahmeprotokoll.

Es gilt zu beachten, dass die Bearbeitung gefährdeter SBIE durch die Fachplaner als besondere Leistung beauftragt und vergütet werden muss.

Verantwortlichkeiten
Die Abbildung zeigt schematisch die Verantwortungen und Zuständigkeiten für die Erdbebensicherung von SBIE.

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