Grundprinzipien des Entwurfs für die TRAS 320 Umgebungsbedingte Gefahrenquellen Wind, Schnee- und Eislasten

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Fritz Falk
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1 GS/15/0080 AK-UG2/15/004 Grundprinzipien des Entwurfs für die TRAS 320 Umgebungsbedingte Gefahrenquellen Wind, Schnee- und Eislasten Fachgespräch des KAS - Arbeitskreises Umgebungsbedingte Gefahrenquellen Wind und Schnee am 17. April 2015 in Bonn Prof. Dr. Christian Jochum chr.jochum@t-online.de Seite 1

2 Warum Befassung mit umgebungsbedingten Gefahrenquellen? Extreme Wetterereignisse haben in den letzten Jahren deutlich zugenommen Schäden durch Überflutung weltweit pro Jahr 2,2 Mrd., im Schnitt 1,5x höher als für Brände (Quelle: FM Global in CHEManager 10/2014) Deutsche StörfallV fordert schon immer Schutz auch gegen naturbedingte umgebungsbedingte Gefahrenquellen (Niederschläge, Hochwasser, Sturm, Erdbeben, etc.) Die entsprechenden Pflichten nach 3 StörfallV sollten interpretiert und damit Betreibern, Behörden und Gutachtern/Sachverständigen eine Hilfestellung gegeben werden Eine baldige Positionierung durch die KAS zur Beeinflussung der in der EU und OECD beginnende Diskussion über Natech Risiken Teil der Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel Bitte des BMU an Kommission für Anlagensicherheit (KAS) zur Erstellung von TRASen für diese Gefahrenquellen Erdbeben von VCI geregelt (Leitfaden) Hochwasser/Starkregen: TRAS 310 (Februar 2012) Seite 2

3 Stand der Bearbeitung der TRAS und weiteres Vorgehen Beginn der Beratungen des AK im Mai Sitzungen des AK für TRAS-Vorentwurf Begleitende Praxiserprobung (wie bei TRAS 310) Verabschiedung TRAS-Vorentwurf durch KAS Ende Juni 2014 Anhörung Beteiligte Kreise und Oberste Landesbehörden Juli/August Stellungnahmen mit ca. 220 Hinweisen/Einwänden Diskussion der Änderungsvorschläge durch AK Nov. & Dez Vorstellung des Ergebnisses in der KAS am Fachgespräch Diskussion der Ergebnisse des Fachgesprächs und Verabschiedung der Beschlussvorlage für KAS durch AK am 12. Mai 2015 Endgültige Verabschiedung durch KAS 2. Juni 2015(?), danach Veröffentlichung Seite 3

4 Grundsätzliches Weitestgehende Orientierung an Struktur und damit Umfang der TRAS 310 Deutliche Kürzungen auf Grund der Anhörungen! Wind-, Schnee- und Eislasten sind als Gefahrenquellen vernünftigerweise nicht auszuschließen (nirgendwo in Deutschland!) Im Unterschied zu Hochwasser keine lokalen Gefahrenkarten Gefahrenkarten in DIN EN 1991 auf Kreisebene (oder gröber) Tornados werden als vernünftigerweise auszuschließen definiert Berücksichtigung ebenso wie Extremwinde als Dennoch-Störfall Belastbare Aussagen zur Klimaänderung gibt es nur für Schnee Klimaanpassungsfaktor von 1,2 (analog TRAS 310) für Schneelasten Wird nach dem Fachgespräch erneut diskutiert Seite 4

5 Wesentlicher Inhalt Keine neuen Regelungen, sondern Interpretation (und Sensibilisierung!) für das Zusammenwirken des Baurechts (vorhandenen Last-Normen) mit dem Störfallrecht DIN EN 1990/NA (Grundlagen der Tragwerksplanung) DIN EN (Wind), DIN EN (Schnee), DIN (Eis) Sicherheitsrelevante Anlagen (Versagen Störfall!) gehören nach Auffassung der KAS in die (höchste) Zuverlässigkeitsklasse RC 3 und Versagensfolgeklasse CC 3. Daraus folgt: Erhöhung des Teilsicherheitsbeiwertes der Einwirkungen mit dem Faktor K FI = 1,1 Überwachung bei der Planung, Herstellung und Nutzung entsprechend DIN EN 1990/NA gemäß den Klassen DSL2 und IL2 Diese Risiko - Einstufung in Anlehnung an DIN EN 1990 Anhang B und DIN EN 1990/NA ergibt Schutz gegen 100-jährliche Ereignisse (und damit gleiches Schutzziel wie TRAS 310) Seite 5

6 Bestandsanlagen Überprüfung aller bestehenden Anlagen innerhalb von fünf Jahren Falls Nachweis der Anforderungen der TRAS nicht möglich (z.b. unzureichende Unterlagen, Bezug auf nicht mehr geeignete Normen*) Einzelfallprüfung der Standsicherheit nach den Vorgaben der (ohnehin für die regelmäßige Überprüfung von Bauwerken gültigen) VDI 6200 mit ggf. daraus resultierenden Maßnahmen (z.b. Nach-Berechnung, organisatorische Maßnahmen, Sanierung) innerhalb von max. 10 Jahren * Stichtagsregelung nicht praktikabel, da verschiedene Normenreihen Bei immissionsschutzrechtlich wesentlichen Änderungen mit Auswirkungen auf die Statik reguläre Anwendung der TRAS Seite 6

7 Windbedingte Projektile Starkwinde können zu windbedingten Projektilen führen. Insbesondere, aber nicht nur bei Tornados Keine Einigung auf Rechenmodell für Auswirkungsbetrachtungen (Flugweite, Aufprallenergie) in der KAS Diese Gefahrenquelle soll primär verhindert werden. 1. Regelmäßige, dem Zustand und Gefahrenpotenzial der Anlage angepasste Überprüfungen 2. Bewertung vorgefundener Mängel und Festlegung wirksamer Maßnahmen 3. Umsetzung der Maßnahmen in dem vorgegebenen Zeitrahmen Ggf. Ersatzmaßnahmen zur Sicherung gefährdeter Bereiche 4. Ggf. Anpassung der Überprüfungsfrequenz Seite 7

8 Dennoch - Störfallbetrachtungen Ermittlung von Szenarien gemäß 3 Absatz 3 StörfallV (Dennoch-Störfälle) und Szenarien für die Alarm- und Gefahrenabwehrplanung Umgebungsbedingte Gefahrenquellen, wie z. B. Extremwinde, Tornados und Schneelasten, sind im Gegensatz zu den der Konvention in SFK-GS- 26 zu Grunde liegenden Szenarien flächige Ereignisse und können daher auf mehrere Anlagenteile gleichzeitig wirken und Störungen verursachen. Als Folge ist insbesondere als Planungsgrundlage für den Katastrophenschutz - bei der Darstellung der Szenarien über die Freisetzung der GZM hinaus zu prüfen, ob mehr als die GZM freigesetzt werden kann (z. B. Versagen mehrerer Behälter). Seite 8

9 Praxiserprobung Forschungsvorhaben zur Praxiserprobung abgeschlossen Begrenzter Umfang (Kolonnen in Windzone 4, Festdachtank in Schneelastzone 3) Betreiber haben Bedarf der Überprüfung/Nachrüstung aufgrund erhöhter Windlasten bereits erkannt Überprüfung der Statik wegen fehlender Unterlagen z.t. aufwändig Vorhandene Lastreserven decken z.t. Anforderungen der TRAS ab Einführung der Windzonen 3 und 4 durch DIN 1055 in 2005 führte zu stärkerer Erhöhung der Lasten als TRAS 320 es tun wird Das Zusammenwirken von Lasten aus dem Betrieb und Lasten durch Wind, Schnee und Eis muss beachtet werden. Praktikabilität des TRAS Entwurfs: für fachlich versierte Anwender praktikabel Kosten der Anwendung der TRAS Siehe nächste Folie! Seite 9

10 Folgekosten (1) Betroffen sind nur Bauwerke/Anlagen, deren Versagen zu einem Störfall führen würde also nicht der ganze Standort! Wind- und Eislasten: TRAS macht nur die Anforderungen der DIN EN 1990 und 1991 (1055-5) für (Störfall-) Anlagen in Betriebsbereichen verbindlich! Für Neuanlagen und Windlasten höhere Anforderungen als vor 2005 da für Windlasten ab 2005 z.t. höhere Anforderungen durch Einführung der Windzonen 3 und 4 durch DIN 1055 (heute DIN EN 1991) wegen Berücksichtigung der Versagensfolgen gemäß DIN EN 1990 (Zuverlässigkeitsklassen). Für Schneelasten ist bei Neuanlagen mit Zeithorizont 2050 gegebenenfalls (Fachgespräch!) zusätzlich der Klimafaktor von 1,2 zu beachten. Aber: Schneelasten sind nur bei bestimmten Dachformen in der Auslegung relevant Schneelasten sind nur in bestimmten Gebieten bei der Auslegung relevant (Zone 2a, 3 und norddeutsches Tiefland) Baubehörden fordern ggf. noch höhere Lasten! (z.b. kleinräumige Besonderheiten) Seite 10

11 Folgekosten (2) Bei Bestandsbauten sind Überprüfungen (nach VDI Richtlinie 6200) und ggf. Nachrüstungen erforderlich. Bei Auslegung vor 2005 in Windzonen 3 und 4 ist ein Handlungsbedarf bereits zur Erfüllung der gültigen DIN EN Normen wahrscheinlich. Bereits Anlagenalterung und Auslegungsdefizite können Nachrüstungen erforderlich machen. Nachrüstungen an Tragwerken oder organisatorische Lösungen sind möglich. Zusatzkosten durch TRAS (bei nicht ausreichenden Lastreserven) schwer abschätzbar, da von vorhandenen Lastreserven und Ausführung der Statik abhängig. Bei Neuanlagen und bei ohnehin erforderlichen Ertüchtigungen (Anpassung an DIN EN 1991) erhöht der TRAS Zuschlag (Einstufung der Störfall- Anlagen in die Zuverlässigkeitsklasse 3) von 10% die Kosten nur gering (Ergebnis des Praxistests). Verbesserung der Anlagensicherheit gibt es nicht zum Nulltarif! Seite 11

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