Insbesondere Bauherren von Großprojekten und Betreiber von Schienenverkehrsanlagen müssen den Erschütterungsschutz im Blick behalten - sonst kann es schnell ärgerlich bis teuer werden. In diesem Beitrag erklären wir alles Wesentliche rund um das Thema Erschütterungsschutz auf Grundlage unserer fast 50-jährigen Erfahrung in diesem Metier.
Tunnelbaustelle: Beim Bau von Tunnels – insbesondere in Stadtgebieten – ist der Erschütterungsschutz ein stetiger Begleiter. (Bild: iStock)
Was ist Erschütterungsschutz und wie entstehen Erschütterungen?
Erschütterungen entstehen vor allem durch Verkehr, Industrie, Baustellen sowie Abrissarbeiten und Sprengungen. Diese Erschütterungen – respektive Immissionen – können nicht nur umstehende Gebäude beschädigen oder empfindliche Geräte beeinträchtigen, sondern auf Dauer auch gesundheitsschädlich auf den Menschen wirken. Erschütterungsschutz ist der Sammelbegriff, unter dem alle Maßnahmen zur Verminderung und Eindämmung von Erschütterungen zusammengefasst werden. Das übergeordnete Fachgebiet nennt sich Baudynamik.
Wir Menschen nehmen Erschütterungen als Vibrationen von Böden, Decken und Wänden wahr. Diese mechanisch über das Erdreich oder die Strukturen eines Gebäudes übertragenen Erschütterungen nennt man Körperschall. Eine weitere Form der Erschütterung, die der Mensch hören kann, ist der sogenannte sekundäre Luftschall. Der entsteht, wenn betroffene Wände und Decken so stark schwingen, dass sie Schallwellen erzeugen (– was nicht mit dem „normalen“, primären Luftschall zu verwechseln ist, den man umgangssprachlich auch Lärm oder Krach nennt und der in der Regel stets im Duett mit den Erschütterungen auftritt, weil der vorbeifahrende Zug eben nicht nur die Erde vibrieren lässt, sondern auch starke Schallwellen erzeugt).
Gut nachvollziehen kann man die beiden Phänomene Körperschall und sekundärer Luftschall zum Beispiel in einer Erdgeschoss-Wohnung eines Altbaus, der entlang einer Straßenbahnstrecke steht. Oder auch, wenn auf der Baustelle neben dem Büro mithilfe von Rammgeräten eine Baugrube geschaffen wird.
Es gibt also gute Gründe, warum Menschen, Gebäude und Geräte vor Erschütterungen geschützt werden müssen. Das verlangt sogar der Gesetzgeber.
Warum und für wen ist Erschütterungsschutz wichtig und relevant?
Erschütterungsschutz ist zunächst für die Betroffenen relevant. Starke Immissionen (also das Aussenden von Schall, Erschütterungen, Gerüchen oder Luftschadstoffen) sind eine Belästigung für Anrainer von beispielsweise Großbaustellen und Schienentrassen und können auf Dauer gesundheitliche Auswirkungen haben. Auch kommt es immer wieder vor, dass angrenzende Gebäude durch Erschütterungen beschädigt werden.
Um das zu verhindern, gibt es seit 1974 das Bundesimmissionsschutzgesetz (BlmSchG) und einige zugehörige Verordnungen. Und so wird der Erschütterungsschutz höchst relevant für den Emittenten, denn der haftet für die Auswirkungen seiner Emissionen. Beschwerden und Klagen von Betroffenen können nicht nur zu Bauverzögerungen durch Baustellenstilllegung führen, sondern auch zu Schadenersatzansprüchen und Bußgeldern.
Für viele Betreiber und Bauherren ist der Immissionsschutz ein so wichtiges Thema der öffentlichen Kommunikation, dass große Bau- und Verkehrsprojekte in der Regel von informativen Webseiten zum Immissionsschutz begleitet werden, wie zum Beispiel beim Bau der S-Bahnlinie 4 in Hamburg (den wir von Wölfel übrigens als Schallschutz-Dienstleister unterstützen). Bisweilen produziert die Bahn sogar aufwändige Videos mit der Thematik:
In der Regel engagieren Emittenten einen externen Immissionsschutzbeauftragten, der Ihnen das komplette Thema Erschütterungsschutz abnimmt, das beinhaltet meist die
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(vorangehende oder dauerhafte) Erschütterungsmessung
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grundlegende Beurteilung des Immissionspotentials mithilfe einer Erschütterungsprognose
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Identifikation der konkreten Verursacher von Erschütterungen, die Konzeption von Eindämmungsmaßnahmen (Schwingungsminderung) und die Steuerung der Gewerke, die die Maßnahmen umsetzen
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dauerhafte Baustellenüberwachung bzw. das Erschütterungsmonitoring
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Kommunikation gegenüber Betroffenen
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Beweissicherung von Erschütterungsschäden und gutachterliche Tätigkeiten im Falle eines Rechtstreits.
Erschütterungsprognose mittels Software auf Grundlage von Messwerten, die mit einer vorangehenden Erschütterungsmessung erhoben wurden. (Bild: Wölfel)
Aus Sicht des beauftragenden Emittenten kann eine gelungene Zusammenarbeit so aussehen:
Bundesimmissionsschutzgesetz (BlmSchG) und DIN 4150: Die relevanten Normen für den Erschütterungsschutz
Das bereits angesprochene BImSchG drückt grundsätzlich den Willen des Gesetzgebers aus, Mensch und Umwelt vor Immissionen zu schützen. Wenn es aber um die konkrete Umsetzung des Erschütterungsschutzes geht, wird eine DIN-Norm viel wichtiger: die DIN 4150 mit ihren insgesamt drei Teilen:
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Teil 1 liefert Definitionen und Methoden zur Ermittlung von Erschütterungen
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Teil 2 beschäftigt sich mit der Auswirkung von Erschütterungen auf Menschen in Gebäuden
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Teil 3 schließlich dreht sich um die Einwirkung auf bauliche Anlagen
Teil 3 hält im Detail die sogenannten Anhaltswerte für Erschütterungen bereit, bei deren Unterschreiten eine Beschädigung umliegender Gebäude unwahrscheinlich ist. Gemessen werden Erschütterungen gemäß DIN 4150 mithilfe der Schwinggeschwindigkeit in Millimetern pro Sekunde. Teil 2 wiederum liefert das kompliziertere Beurteilungsverfahren zur Einwirkung auf Menschen.
Die Einhaltung der Anhaltswerte wird in der Regel von kommunalen Behörden kontrolliert. Kommt es zum Streit zwischen dem Emittenten und Behörden oder Betroffenen, ist es hilfreich, wenn der Emittent nachweisen kann, die festgelegten Anhaltswerte nicht signifikant und dauerhaft überschritten zu haben. Dafür ist in der Regel eine dauerhafte messtechnische Objekt-/Baustellenüberwachung nötig, die, wie oben beschrieben, meist von externen Ingenieurbüros für Baudynamik durchgeführt wird.
Für eine neue U-Bahnlinie treibt die Stadtbahn Frankfurt einen Tunnel in Richtung des neu entstandenen Europaviertels. Wölfel Engineering übernimmt dabei die Rolle des Immissionsschutzbeauftragten. (Bild: Klaus Helbig / SBEV GmbH)
Wie können Erschütterungen gemindert werden - Maßnahmen im Erschütterungsschutz
Bei dieser Frage kommt es auf die Perspektive an: Möchte ich die Entstehung von Emissionen verhindern oder deren Auswirkung auf ein bestimmtes Objekt?
Zur Verhinderung von Emissionen bei Baustellen kommen beispielsweise temporäre Einhausungen von Geräten oder ganzer Bauabschnitte zum Einsatz, Arbeit nur zu bestimmten Zeiten oder das Austauschen alter Geräte gegen modernere, die emmissionsärmer zu Werke gehen; im Schienenverkehr können Gleise elastisch gebettet werden, damit sich weniger Schwingungen auf das Erdreich und von dort auf Anrainer übertragen (siehe dazu auch das oben eingebundene Video).
Auch ganze Gebäude, die zum Beispiel direkt neben Bahngleisen neu gebaut werden, können über bauliche Maßnahmen so „abgefedert“ werden, dass die Erschütterungen passierender Züge nicht in ihr Inneres übertragen werden. Wie wir das bei einem großen Studierendenwohnheim direkt am Würzburger Hauptbahnhof umgesetzt haben, erfahren Sie in dieser Case Study.
Auf der Baustelle eines großen Würzburger Studierendenwohnheims, das direkt neben der Hauptschienentrasse der Stadt liegt, führen Wölfel-Ingenieure eine Erschütterungsmessung durch, während ein Güterzug passiert. Auf dieser Grundlage werden weitere Maßnahmen zum Erschütterungsschutz des Gebäudes ausgelegt. (Bild: Wölfel)
Ein ähnliches Verfahren wird für empfindliche Maschinen und Geräte in Bestandsgebäuden verwendet. Entsteht neben einem Labor mit feiner Messtechnik eine Tunnelbaustelle, kann natürlich nicht das komplette bestehende Gebäude verändert werden – in diesem Fall wird dann nur das konkrete Gerät schwingungsgemindert gelagert.
Letztlich kommt es immer auf das spezifische Projekt und dessen Randbedingungen an, welche Verfahren und Maßnahmen die beste Wirkung erzielen.
Außerdem gibt es natürlich auch Erschütterungen, die sich mit dem aktuellen Stand der Technik nicht mindern lassen. Dann kommt es auf die einfühlsame und verständliche Kommunikation mit den Betroffenen und eine gute Absprache mit der behördlichen Aufsicht an, unter welchen Bedingungen Werte auch einmal überschritten werden dürfen.
3 Tipps: Das sollten Sie bei der Auswahl eines Ingenieurdienstleisters für Erschütterungsschutz beachten
Viele Ingenieurbüros und Dienstleister bieten Lösungen für den Erschütterungsschutz an. Auf Grundlage unserer fast 50-jährigen Erfahrung im Bereich Baudynamik möchten wir Ihnen ein paar Tipps geben, mit denen Sie den passenden Anbieter identifizieren können:
Tipp 1: Zertifikate sind beim Erschütterungsschutz wichtig
Wir Deutschen lieben Zertifikate und schätzen sie als Sicherheit spendenden Faktor bei der Anbieterwahl. Beim Immissions- und Erschütterungsschutz helfen Ihnen gleich zwei amtliche Zertifizierungen, die Anbieter-Spreu vom Weizen trennen.
- Anbieter können sich als sogenannte „bekanntgegebene unabhängige Messstelle für die Ermittlung der Emissionen und Immissionen von Geräuschen und Erschütterungen“ nach § 29b BImSchG zertifizieren lassen.
Zertifikat der Deutschen Akkreditierungsstelle
mit individueller Wölfel-Zertifizierungs-ID. - Wichtig ist auch die Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 für Prüfungen in den Bereichen Ermittlung von Geräuschen und Erschütterungen, Geräuschmessungen an Windenergieanlagen, Lärm und Schwingungen am Arbeitsplatz, Fluglärm, Bauakustik, Modul Immissionsschutz. Diese wird von der Deutschen Akkreditierungsstelle im Auftrag der Bundesrepublik Deutschland durchgeführt; die akkreditierten Unternehmen erhalten eigene Registriernummer, die von Wölfel lautet z.B. D-PL-19254-01-00.
Zertifizierungslogo des TÜV Nord.
Wie in vielen Bereichen ist eine Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001:2008, die Qualitätsmanagement-Prozesse regelt, auch im Erschütterungsschutz wichtig – vor allem wegen der peniblen Nachweispflichten im Beschwerdefall.
Tipp 2: Achten Sie auf gute Kommunikationswege - technisch wie menschlich
Bei allen großen Bauprojekten oder emittierenden Anlagen wird einmal der Punkt kommen, wo man einen Anhaltswert überschreitet oder sich einfach jemand belästigt fühlt. Um das zu verhindern oder bestmöglich abzufangen, sind eine schnelle Reaktion und empathische Kommunikation nötig.
Mit MIC.Construction setzen wir bei beispielsweise ein Webportal ein, in dem die Daten aus allen Messstellen zusammenfließen, übersichtliche Berichte dargestellt und automatische Alarme sofort an relevante Beteiligte gesendet werden. Das ermöglicht zeitnahe Absprachen und wirkungsvolle Reaktionen an die Betroffenen und Behörden.
Wenn Sie bereits bei der ersten Abstimmung mit einem Dienstleister in Sachen Kommunikation kein gutes Gefühl haben, sollten Sie die Wahl überdenken. Denn er wird letztlich auch mit den Leuten sprechen, die sich über Sie beschweren und gegebenenfalls vor Gericht ziehen – und das gut zu können, ist eher eine Sache der Persönlichkeit und nicht eines Bauingenieur-Studiums.
Tipp 3: Die passende Erfahrung auf dem passenden Feld
Wie an anderer Stelle bereits beschrieben, unterscheiden sich die Maßnahmen im Erschütterungsschutz je nach Zielstellung und Rahmenbedingungen teils erheblich. Es ist deshalb nie verkehrt zu klären, ob der Dienstleister bereits Erfahrungen auf dem konkreten Feld mitbringt, und diese beispielsweise durch Case Studies und Referenzen im Erschütterungsschutz nachweisen kann.
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