TU Darmstadt, Institut für Massivbau Dipl.-Ing. Frank Ritter · Oktober 2009 5/14 Fachgebiet Massivbau Prof. Dr.-Ing. C.-A. Graubner. Lebensdauer und Alterungsverhalten. Abb. 1:

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

Ökobilanzwerkstatt 2009 ⎪ 7. Oktober 20092/14


Gliederung

Grundlagen

Literaturrecherche

Einflussgrößen und Faktoren

Mögliche Lösungsansätze

Generierung von Lebensdauerkennwerten - Lebensdauer von Bauteilen und Bauelementen



Grundlagen – Lebenszyklus einer Immobilie

Lebenszyklus Immobilie

Lebenszyklus Gebäude

ERSTELLUNG NUTZUNG BESEITIGUNG

Instandhaltung

bauliche Änderung

Abb.: Lebensphasen im Lebenszyklus



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



Lebensdauer und Alterungsverhalten

Abb. 1: Bauteilgruppen eines Gebäudes und deren Lebensdauer [IFB, 2004]

Abb. 2: Alterung von Sonnenschutzelementen [IPBAU, 1994]



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



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



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



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,…



Lösungsvorschlag

Basis-Lebensdauer

Spezifische Lebensdauer

Literaturangaben Herstellerangaben Umfragen Forschung

Umfragen Forschung Probabilistik

Einflussgrößen

Min.- / Max.-Faktoren



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



Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Frank RitterInstitut für Massivbau

[email protected]

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