Ökobilanzwerkstatt 2009 ⎪ 7. Oktober 2009 Dipl.-Ing. Frank Ritter
Fachgebiet MassivbauProf. Dr.-Ing. C.-A. Graubner
Generierung von Lebensdauerkennwerten
TU Darmstadt, Institut für MassivbauDipl.-Ing. Frank Ritter
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Gliederung
Grundlagen
Literaturrecherche
Einflussgrößen und Faktoren
Mögliche Lösungsansätze
Generierung von Lebensdauerkennwerten - Lebensdauer von Bauteilen und Bauelementen
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Grundlagen – Lebenszyklus einer Immobilie
Lebenszyklus Immobilie
Lebenszyklus Gebäude
ERSTELLUNG NUTZUNG BESEITIGUNG
Instandhaltung
bauliche Änderung
Abb.: Lebensphasen im Lebenszyklus
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Lebenszyklus und Lebenserwartung
Die Erfüllung der Nutzungseigenschaften eines Bauteils lässt aufgrund der fortschreitenden Abnutzung während der Alterung über den Lebenszyklus nach.
=> Ausfall des Bauteils
Das Wissen über die Lebenserwartung einzelner Bauteile wird benötigt, um das zeitliche Auftreten baulicher Maßnahmen im Bestand (z.B. Instandsetzung) bestimmen zu können.
FUNKTIONELLE WIRTSCHAFTLICHE TECHNISCHEFunktionelle Lebensdauer- ordnungsgemäße Funktion- reibungslose Betriebsabläufe- abhängig von Nutzung und Standort
Wirtschaftliche Lebensdauer- abhängig von legislativen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Einflüssen- Anpassung an geänderte Ansprüche- kleiner als technische Lebensdauer
Technische Lebensdauer- ordnungsgemäße Funktion- max. Lebenserwartung unter Einbeziehung der Instandhaltung
L E B E N S D A U E R
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Lebensdauer und Alterungsverhalten
Abb. 1: Bauteilgruppen eines Gebäudes und deren Lebensdauer [IFB, 2004]
Abb. 2: Alterung von Sonnenschutzelementen [IPBAU, 1994]
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LebensdauerkennwerteJahr Verfasser Titel
1994 IP Bau Alterungsverhalten von Bauteilen und Unterhaltskosten
1995 Hirschberger Senkung der Baufolgekosten durch systematische und zustandsabhängige Erhaltung von Gebäuden und langzeitkostenoptimale Baustoffwahl
1995 LBB, NRW Geplante Instandhaltung
1995 Schweizer Ingenieur- und Architektenverein
Hochbaukonstruktionen nach ökologischen Gesichtspunkten
2001 BBR Leitfaden Nachhaltiges Bauen
2001 Hellerforth Facility Management – Immobilien optimal verwalten
2003 Schweizer Eidgenossenschaft Technische Weisung Beurteilung von Energiesystemen und Energiesparmassnahmen
2004 IFB, Hannover Lebensdauer der Baustoffe und Bauteile zur Harmonisierung der wirtschaftlichen Nutzungsdauer im Wohnungsbau
2006 IEMB, Berlin Lebensdauer von Bauteilen und Bauteilschichten
2007 Ifbor, Nürtingen-Geislingen Technische Lebensdauern
2008 BMVBS Zwischenauswertung mittlere Lebensdauern
2008 BTE-Arbeitsgruppe Lebensdauer von Bauteilen
2009 BMVBS Lebensdauer von Bauteilen und Bauteilschichten
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Lebensdauerschätzungen, Kunststofffenster
Abb. 1: Lebensdauerschätzungen am Beispiel Kunststofffenster
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
Amt für Bundesbauten, 1981
UB Hannover, 1987
LBB, 1995
Hirschberger, 1995
IEMB, 1998
Leitfaden NB, 2001
Hellerforth, 2001
Schw eizer Eidgenossenschaft, 2003
Schmitz, 2004
IFB, 2004
IEMB, 2006
ifbor, 2007
BTE, 2008
Schw eizer Mieterverband, 2008
NBB, 2008
IEMB, 2009
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Faktorenmethode nach DIN ISO 15686
A - Bauteilqualität
D - Innenräumliche Umgebungsbedingungen
C - Ausführungsqualität
G - Instandhaltungsqualität
E - Außenräumliche Umgebungsbedingungen
F - Nutzungsbedingungen
B - Konstruktionsqualität
ESCL = RSCL · A · B · C · D · E · F · G
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Problem: Quantifizierung der Faktoren
Einflussgröße Indikator Risikobewertung Auswirkung
Bauteilqualität - Zertifizierte Hersteller - Verwendung geeigneter Materialien
Konstruktionsqualität - Konstruktionen gemäß „Stand der Technik“ - norm- und richtlinientreuer Bauteilaufbau - weitere weiche Faktoren je nach Bauteilgruppe
Ausführungsqualität - Zertifizierte und qualifizierte Auftragnehmer - Hoher Facharbeiteranteil - …
Innenräumliche Umgebungsbeding.
- Thermisches, chemisches, physisches Raumklima
Außenräumliche Umgebungsbeding.
- Temperaturen - Niederschläge - Strahlung - Erschütterungen,…
Nutzungsbedingungen - Abrieb - Nutzungsintensität - Reinigungsintensität - Sorgfalt,…
Instandhaltungs- qualität
- Häufigkeit - Intensität - Zugänglichkeit,…
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Lösungsvorschlag
Basis-Lebensdauer
Spezifische Lebensdauer
Literaturangaben Herstellerangaben Umfragen Forschung
Umfragen Forschung Probabilistik
Einflussgrößen
Min.- / Max.-Faktoren
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Probabilistik als Lösungsansatz?
Prinzip der Statistik zur Untersuchung des wahrscheinlichen Verhaltens eines Problems.
Optimierung der Wartungsintervalle von Fenstern in Schulen
15
20
25
30
35
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
Wartungsintervall n [a]
Kos
ten
[T.€
]
1. Aufstellen einer Grenzzustandsfunktion (Schadensszenario)2. Stochastische Modellierung der Basisvariablen (Einflussgrößen)3. Stochastisches Modell zur Prognose der Lebensdauern4. Zuverlässigkeitsanalyse und evtl. Optimierung nach Bedarf
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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Frank RitterInstitut für Massivbau
Generierung von LebensdauerkennwertenGliederungGrundlagen – Lebenszyklus einer ImmobilieLebenszyklus und LebenserwartungLebensdauer und AlterungsverhaltenBeispieleBeispieleLebensdauerkennwerteLebensdauerschätzungen, KunststofffensterFaktorenmethode nach DIN ISO 15686Problem: Quantifizierung der FaktorenLösungsvorschlagProbabilistik als Lösungsansatz?Foliennummer 14
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