Manfred Weber
Metra Mess- und Frequenztechnik in Radebeul e.K.
PC-Schwingungsmesssystem VibroMetra

DIN 4150-3 (bauliche Anlagen)

 
Die DIN 4150-3 (Februar 1999) befasst sich mit der Beurteilung von Erschütterunge auf bauliche Anlagen. Damit sind sowohl Gebäude gemeint, als auch erdverlegte Rohre aus Beton, Stahl oder Kunststoff.
 
In der Norm wird zwischen kurzzeitigen und dauerhaften Erschütterungen unterschieden. Dabei werden Erschütterungen als kurzzeitig angesehen, wenn deren Häufigkeit nicht ausreicht um Materialermüdungen hervorzurufen bzw. betroffene Strukturen in Resonanz zu versetzen.
Als charakteristische Größe wird die Schwing-
geschwindigkeit zeitgleich in 3 Raumrichtungen gemessen. Die Messung wird an verschiedenen Stellen im Bauwerk durchgeführt (Decke, Fundament).
Der beobachtete Maximalwert wird mit den Anhaltswerten in der DIN 4150-3 verglichen. Somit ist eine Einschätzung der Erschütterung vor Ort möglich.
 
 
  • Kurzzeitige Erschütterungen
 
Der triaxiale (oder 3 entsprechend ausgerichtete monoaxiale) Schwingungsaufnehmer wird im untersten Geschoss an der der Erregung zugewandten Gebäudeseite positioniert. Dabei sollte die X- oder Y-Komponente parallel zu einer Seitenwand ausgerichtet sein. In der Deckenebene wird eine Messstelle an der Stelle eingerichtet an der die stärksten vertikalen Schwingungen zu erwarten sind (z.B. Deckenfeldmitte). Im Falle von Erschütterungen an Rohrleitungen ist der Sensor möglichst auf der Rohrleitung anzubringen.
 
Die folgende Tabelle gibt Anhaltswerte der DIN für kurzzeitige Erschütterungen wieder.
Anhaltswerte (mm/s)
Einwirkungsort
Decke
Fundament
X
Y
Z
X
Y
Z
1 Hz
100 Hz
1 Hz
100 Hz
1 Hz
100 Hz
Industriegebäude
40
40
20
20
50
20
50
20
50
Wohngebäude
15
15
20
5
20
5
20
5
20
Denkmalgeschütztes Gebäude
8
8
20
3
10
3
10
3
10
Rohrleitung (Stahl)
100
100
100
 
Rohrleitung (Beton)
80
80
80
Rohrleitung (Kunststoff)
50
50
50
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Die Anhaltswerte für Messungen am Fundament sind frequenzabhängig. Der genaue Verlauf dieser Abhängigkeit ist in der folgenden Abbildung am Beispiel eines Industriegebäudes dargestellt. Wobei die rote Linie den Grenzwert und die gelbe Linie einen Warnwert angibt (50% vom Grenzwert).
 
 
Eine normgerechte Beurteilung von Erschütterungen aus der gemessenen Schwinggeschwindigkeit und den frequenzabhängigen Anhaltswerten wird wie folgt vorgenommen:
 
  • Aufsuchen der Maximalwerte der Schwinggeschwindigkeiten in den Zeitverläufen.
  • Bestimmen der maßgeblichen Frequenz aus den Zeitverläufen.
  • Vergleich der höchsten Schwinggeschwindigkeit mit den obigen Anhaltswerten bei den maßgebenden Frequenzen.
 
Bei Unterschreitung der angegebenen Anhaltswerte treten erfahrungsgemäß keine Schäden an den untersuchten baulichen Anlagen auf, welche durch Erschütterungen bedingt sind. Eine Überschreitung führt nicht zwangsläufig zu einer baulichen Beeinträchtigung.
 
  • Dauererschütterungen
     
    Die Messung von Dauererschütterungen (z.B. aktive Vibrationsramme) findet in der obersten Deckenebene statt. Wenn im Bauwerk Oberschwingungen angeregt werden, können Höchstwerte auch in anderen Deckenebenen oder in der Fundamentebene auftreten.
    Die folgende Tabelle gibt Aufschluss über die in der Norm festgelegten Anhaltswerte.
     
Anhaltswerte (mm/s)
Einwirkungsort
X
Y
Z
Industriegebäude
10
10
10
Wohngebäude
5
5
10
Denkmalgeschütztes Gebäude
2,5
2,5
-
Rohrleitung (Stahl)
50
50
50
Rohrleitung (Beton)
40
40
40
Rohrleitung (Kunststoff)
25
25
25
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Auch hier gilt, dass eine Unterschreitung erfahrungsgemäß keine Schäden hervorruft, eine Überschreitung muss nicht zwangsläufig zu Schäden führen.