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03.01.06

Einsturz einer Eissporthalle in Bad Reichenhall - Hintergrundwissen [UPDATE]

Heute Nachmittag, gegen 16:00 Uhr Ortszeit, kam es im bayrischen Ort Bad Reichenhall zum Einsturz des Daches einer Eissporthalle. Vermutlich hatten die anhaltenden Schneefälle zu einer Überlastung der Dachkonstruktion geführt
Mittlerweile laufen die Rettungsarbeiten auf Hochtouren. Nähere Informationen zu deren Verlauf finden sich beispielsweise hier:
Süddeutsche Zeitung
Frankfurter Allgemeine
Tagesschau

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Quelle: Reuters

Neben den üblichen Spekulationen und "Experten" werden wir in den Medien aber auch mit Fakten konfrontiert, die für normale Menschen kaum verwertbar sind.
Speziell in der Berichterstattung der Sensationsjournalisten waren die Worte "Schneelast" und "Statik" der scheinbare Schlüssel zur Ursache der Katastrophe.

Deshalb hier das Wichtigste, was man über Statik wissen sollte, um die Aussagen der kommenden Tage einordnen zu können:

Bei der Berechnung der erforderlichen Tragfähigkeit von Dachkonstruktionen wird neben dem Eigengewicht der Konstruktion (Eigenlast) auch die Belastung durch Wind und Schnee berücksichtigt.
Zur Berechnung der möglichen Belastung durch Schnee werden tabellarische Schneelastwerte herangezogen. Diese ergeben sich aus der geografischen und der Höhenlage des Ortes.
Nun ist aber in einem normalen Winter in der Kieler Bucht mit deutlich weniger Schnee zu rechnen, als im Alpenvorland. Daher wird Deutschland in vier Schneelastzonen eingeteilt, wie der folgenden Grafik zu entnehmen ist. Die Schneelastzone 4 gilt lediglich im Gebirge.

Schneelastzonenkarte

Aus der Zone und der Höhenlage des Ortes lässt sich in einer Schneelasttabelle die maximale Belastung der Dachkonstruktion in direkter Abhängigkeit zur geografischen Lage nachschlagen. Hieraus lässt sich lesen, welcher Belastung das Dach bei, für die Region, üblichem Schneefall ausgesetzt ist.

Hier die Bedingungen in Bad Reichenhall:

  • Schneelastzone 3
  • Höhe 470 m ü. NN
  • Regelschneelast 1,25 kN/qm, d. h. eine Belastung von 125 Kilogramm Schnee pro Quadratmeter (aus: "Schneider Bautabellen für Architekten")
  • stark gebundener Neuschnee (in der Konsistenz, wie er momentan im Alpenraum fällt) ist mit einer durchschnittlichen Dichte von 1,5 kN/cbm, d. h. eine Last von 150 kg pro Kubikmeter, anzunehmen (aus: " Werner Munter: 3 x 3 Lawinen").
  • extrem nasser Neuschnee mit 3,0 kN/cbm, d.h. eine Last von 300 kg pro Kubikmeter (Quelle: Deutscher Wetterdienst / Wetterdienst Salzburg 03.01.06)

Daraus ergibt sich folgendes Bild:

Bei einer Schneehöhe von ca. 80 cm ca. 40 cm auf dem Dach ist dieses an der Grenze seiner Tragfähigkeit.

Dies setzt jedoch eine gleichmässige Belastung des Daches voraus.
Durch die gegebene gefaltete Dachform war dies aber eher unrealistisch. So wird es an bestimmten Stellen den Tiefpunkten der trichterförmigen Dachsegmente zwangsweise zu Schneeanhäufungen gekommen sein, welche möglicherweise zu einem punktuellen Überschreiten der Grenzwerte Tragfähigkeit geführt haben.

Auf den folgenden Bildern ist die Dachform gut zu erkennen:

Reichenhall Halle1

Reichenhall Halle2

Ein weiteres Problem stellt die Temperaturdifferenz zwischen Halleninnenraum und Umgebung dar. Zum einen kann es hier zu Spannungen in der Tragkonstruktion kommen. Zum anderen kann, bei schlechter Dämmung des Daches, der auf dem Dach aufliegende Schnee tauen. Und stark wasserhaltiger Schnee ist deutlich schwerer. Sollte dann die Schneeschicht weiter anwachsen, steigt das Gewicht deutlich schneller an, zumal der nasse Schnee in die Senken des gefalteten Daches rutscht und sich dort sammelt.

Die oben angestellte Berechnung stützt sich auf statische Mindestanforderungen.
Möglicherweise wurden an die Halle aber aufgrund ihrer besonderen Anforderungen (in diesem Fall eine öffentliche Sporthalle) und der in der Region üblichen starken Schneefällen höhere Anforderungen an die Sicherheitsreserven hinsichtlich der Tragfähigkeit gestellt.

Ich hoffe ich konnte an dieser Stelle etwas Licht ins Dunkel der Berichterstattung bringen und Aussage wie "[…] da hat man sich wohl bei der Stabilität der Halle verschätzt […]" (n-tv) etwas relativieren.

Trotz aller Erklärungsversuche bleibt es ein katastrophales Ereignis, dessen Hintergründe wohl erst durch eingehende Untersuchungen geklärt werden können.
Und bis dahin bleibt uns vor allem die Hoffnung auf erfolgreiche Rettungsmaßnahmen und die sensations- und skandalsüchtige Berichterstattung der privaten Nachrichtensender, die jegliches journalistisches Feingefühl vermissen lassen…

Geschrieben von michael um 03.01.06 13:23

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Weblogs, die auf diesen Artikel verweisen Einsturz einer Eissporthalle in Bad Reichenhall - Hintergrundwissen [UPDATE]:

» Katastrophe in Bad Reichenhall von royce.twoday.net
Wir sind alle ersch [Mehr gibt's hier]

Track gesetzt am 03.01.06 09:28

» Hintergrundinformationen von HiloPe.de
Im Feuerwehr-Weblog kann man ein paar Hintergrundinformationen zu Schneelastproblematik lesen. [Mehr gibt's hier]

Track gesetzt am 06.01.06 14:03

» Eissporthalle eingestürzt: Malteser kümmern sich um Verletzte und Angehörige von HiloPe.de
Im Feuerwehr-Weblog kann man ein paar Hintergrundinformationen zu Schneelastproblematik lesen. [Mehr gibt's hier]

Track gesetzt am 06.01.06 14:08

Kommentare

Nach Durchsicht der Schreckensbilder muss ich sagen, dass mir die vorhandene Schneelast als Schadensursache sehr unwahrscheinlich erscheint. Vielmehr ist die Schneelast wohl eher der Auslöser des Versagens der Tragkonstruktion gewesen.

Die Haupttragkonstruktion mit den hohen Holzbindern scheint wohl unter Biegung versagt zu haben. Es müsste also in diesem Bereich eine erhebliche Vorschädigung vorhanden gewesen sein. Andernfalls wären die Holzbinder wohl sehr gering bemessen gewesen.(Erschenit mir aber anhand der Bilddokumentation nicht der Fall zu sein)

In jedem Fall hätte das Versagen der Holzbinder nicht ohne entsprechende Vorankündigung statt gefunden, sofern es sich hierbei wirklich um einen Kollaps unter Überbelastung gehandelt hätte.

Geschrieben von: Dr.Sno* um 03.01.06 12:05

Ich persönlich finde es schwierig anhand der Bilder, die ich bisher gesehen habe, überhaupt eine Aussage zum Tragwerk zu machen.
Dennoch liegt die Vermutung nah, dass die Schneelast lediglich der Auslöser, nicht aber die Schadensursache war. Andererseits war die Dachkonstruktion, im Rahmen einer Sanierungsplanung, erst in den letzten Jahren auf ihren baulichen Zustand hin überprüft worden.
Wir werden wohl erst die Untersuchungsergebnisse abwarten müssen, um zu erfahren, was hier wirklich vorgefallen ist.

Geschrieben von: michael um 03.01.06 13:23

Die Fotos, die ich bisher zu Gesicht bekommen habe zeigen eine Holzbinderkonstruktion mit Querträgern und leichtem Profilblech als Dachaufbau. Im Spiegel Online steht zwar irgendwas von Betondecken aber das scheint mir eine journalistische Fehlaussage gewesen zu sein.

Falls es eine solche übliche Holzbinderkonstruktion für Hallen ist, dann ist das Versagen schon ziemlich erstaunlich. Erst recht wenn der Zustand des Daches davor überprüft wurde. Angeblich gab es ja nun doch eine merkliche Vorankündigung was dann wieder für eine hohe Schneelast sprechen würde.

Zudem seien es 3kN/m³ Schneeeigengewicht was bei den von Dir angegebenen 80cm eine charakteristische Schneelast von 2.4kN/m² entsprechen würde. Erstaunlicherweise entspricht dieser Wert dem Entwurf der DIN1055-5 für die Schneelast in Alpinen Regionen Z3.

Geschrieben von: Dr.Sno* um 03.01.06 13:43

Das Eigengewicht des gestrigen Schnees von 3kN/m³ ist mir jetzt auch bekannt (siehe Update).
Und doch sagt mir meine Tabelle im "Schneider" für Bad Reichenhall in der Zone 3 auf 470 m ü. NN eine anzusetzende Regelschneelast von ca. 1,25 kN/m². Im Gegensatz zu den Angaben auf KI-SMILE… Merkwürdig.

Geschrieben von: michael um 03.01.06 14:41

Die Angaben in deinen Schneider Bautabellen beziehen sich auf die Schneelastwerte die mit Sicherheit der Bemessung zu Grunde gelegt wurden (allerdings kommt zu deiner Grenzlast noch die halbe Windlast dazu!).

Im Zuge der Normenanpassung an den Eurocode wurde die DIN1055-5 überarbeitet (diese war immerhin noch auf dem Stand von 1975) und existiert bereits als Weißdruck. Für einige Bereich in Deutschland bedeutet dies nach bauaufsichtlicher Zulassung eine merkliche Erhöhung der Bemessungslast. Die neue E DIN1055-5 beinhaltet im Übrigen auch die Berücksichtigung von Schneesackbildung, die, wie Du ja vermutest mit zu erhöhten Last beigetragen hat.

Geschrieben von: Dr.Sno* um 03.01.06 15:01

Aha! Danke, wieder was dazugelernt! :-)

Geschrieben von: michael um 03.01.06 15:34

Ein gutes Blog mit hilfreichen Hintergrundinfos, v. a. zum traurigen Fall Bad Reichenhall! Weiter so!!

Geschrieben von: Mag um 03.01.06 17:46

Die DIN sagt im übrigen aus:
"3.3.1 Mögliche Schneeanhäufungen (Schneeverwehungen, Schneesackbildungen) sind zusätzlich zu berücksichtigen. Bei Schneelastumlagerungen, z. B. bei Sheddächern, kann davon ausgegangen werden, daß die Summe der auf das Dach entfallenden gleichmäßig verteilten Schneelast nach 3.1.1 gleichbleibt."

D.h. bei der Dachform der Eissporthalle kann man von einer gleichmäßigen Verteilung der Lasten ausgehen.

Zudem wird auch durch die Dachform die Lasteintragung in das Tragwerk eher noch begünstigt, da die Tiefpunkte des Daches direkt über den Leimholzbindern liegt. Wäre das Dach eben, würden hier auch die Lasten eingetragen werden.

Da der Schnee ja wahrscheinlich auch in verschiedenen Schichten verschiedene Volumengewichte hat, wäre das Gewicht des Liegengebliebenen Schnees (kN/m²) interessanter. Kennt die jemand???

Viele Grüße aus München,

Toxic

Geschrieben von: Toxic_Lab um 05.01.06 09:45

Michael hat ja richtigerweise anhand des Volumengewichtes auf die Last des "Liegengebliebenen Schnees" pro Fläche geschlossen. Wie oben zu lesen gehen die Werte der DIN1055 von einem spezifischen Eigengewicht von 1,5 anstatt 3,0kN/m³ aus. Diese Werte sind sicherlich anhand liegengebliebenem Schnee ermittelt worden.

Leider sagt die alte DIN1055 quantitativ zur Berücksichtigung von Schneesackbildung nichts aus. Schneeanhäufungen können aber meiner Meinung nach in Bereichen von Lüftungsdurchdringungen im Dach nicht ausgeschlossen werden. (Ursächlich erscheinen sie mir hier jedoch nicht)

Die "begünstigte Lasteintragung" ist mir auch etwas unklar, da ja die Binder versagt haben und nicht darüber liegende Konstruktion.

Übrigens lassen sich auf den "letzten Bildern aus der Halle vor dem Einsturz" an den Binderseiten Wasserspuren vermuten.

Geschrieben von: Dr.Sno* um 05.01.06 11:13

Zum Thema Schneegewicht und Schichtenbildung: Das Schneegewicht wird, meine Wissens nach, anhand des liegengebliebenen Schnees ermittelt, da nur diese Werte für die Lawinenvorhersage verwertbar sind. Bei der Schichtenbildung war der nassere Neuschnee maßgebend, da er für eine Durchfeuchtung der übrigen Schichten gesorgt hat. Oder anders: die 1,0 kN/m² der alten Pulverschneeauflage sind hinfällig, sobald nasser Neuschnee mit 3,0kN/m² darauf fällt und die gesamte Schneedecke durchfeuchtet.
Wer mehr über Schnee, seine Eigenschaften und Schichtenbildung wissen will, der lese das Standardwerk des schweizer Lawinenpapstes Werner Munter "3x3 Lawinen".

Geschrieben von: michael um 05.01.06 12:41

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