Beurteilung von Erschütterungen und Schalldruck

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1 Beurteilung von Erschütterungen und Schalldruck Sprengarbeiten im Steinbruch Homburger Höhe, Lengfurt 2015

2 Sprengerschütterungen Sprengerschütterungen fallen unter die Kategorie Einzelereignisse. Letzeres sind Ereignisse die zeitlich und räumlich so voneinander getrennt sind, dass die Wirkungen zweier aufeinander folgender Ereignisse nicht mehr zusammentreffen können. Sprengungen sind punktförmige, impulsartige Quellen. Sprengerschütterungen, die aus mehreren räumlich und zeitlich getrennten Einzelladungen (Zündzeitstufen) bestehen, ergeben sich als Überlagerungen der Erschütterungen. Die Stärke der Erschütterungen und der Einwirkungsbereich werden vor allem durch die Größe der Lademenge pro Zündzeitstufe und die Art der Sprengung bestimmt.

3 Beurteilung von Schwingungsmessungen Erschütterungsmessungen (Schwingungsmessungen) am Fundament einer der Einwirkung zugerichteten Hauswand, geben wesentliche Hinweise für die Beurteilung der Einwirkungen auf Bauwerke insgesamt. Bei Messungen an einer solchen Stelle wird sozusagen die Antwort des Bauwerks auf die Fundamentanregung durch Erschütterungen ermittelt. Bei allen nachfolgend dargestellten Messwerten an den fünf Standorten war keine übermäßige Belastung am Fundament, nahe der aufgehenden Kellerwände zu erkennen. Die ermittelten Werte für kurzzeitige Einwirkungen lagen unterhalb des zulässigen Bereiches der Anhaltswerte der DIN 4150-Teil 3 "Einwirkung auf bauliche Anlagen", Dez 2016.

4 Beurteilung von Schwingungsmessungen Anhaltswerte der DIN 4150, 12/2016, Teil 3.

5 Schallereignisse Beim Sprengen entsteht eine Druckwelle in der Luft. Diese wird durch die schlagartig expandierenden Sprenggase, welche mit den Luftpartikeln kollidieren, verursacht. Von ausschlaggebender Bedeutung für die Größe der entstehenden Druckwelle ist einmal die Lademenge je Zündzeitstufe, diese bestimmt das Volumen der Sprenggase und die Art der Wechselwirkung der Sprenggase mit der Luft. Diese kann in Falle von unverdünnten, bis nahe dem Bohrlochmund beladenen Sprengbohrlöchern direkt sein, oder im Falle von gut besetzten Sprengbohrlöchern indirekt über den Besatz erfolgen.

6 Schallereignisse Auch atmosphärische Bedingungen üben einen starken Einfluss auf die mitdem Sprengen verbundenen Luftdruckauswirkungen aus. Dabei wirken sich ungünstig aus: Nebelige, dunstige windstille Tage sowie lnversionswetterlagen (die oberen Luftschichten sind hierbei wärmer als die unteren). Durchziehende Kaltfronten. Perioden mit fallender Temperatur. Frühe Morgenstunden sowie auch an klaren Tagen die Zeit nach dem Sonnenuntergang. Niedere Wolkendicke, besonders an windstillen Tagen.

7 Erläuterungen zur Schallimmission Auf Grund der unvermeidlich begleitenden Schallimmission bei Sprengungen, werden diese in vielen Fällen von Außenstehenden als besonders "groß" oder "stark" empfunden, obwohl dies messtechnisch an allen fünf Messstandorten nachgewiesen -nicht der Fall ist. Für den Menschen ist die Fühlbarkeitsschwelle einer Sprengung innerhalb eines Gebäudes oft erheblich niedriger, als außerhalb. Der Unterschied liegt vermutlich darin, dass der Schall innerhalb eines Bauwerks, vom Bauwerk selbst erzeugt wird. Mit der Frequenz ändert sich auch die Lautstärke eines Schallereignisses. Bei Sprengungen mit Frequenzen unter 16 Hzsind Schallereignisse für das menschliche Ohr nicht mehr wahrnehmbar.

8 Beurteilung der Schallimmission In seinem Wohnbereich ist das Alltagsleben des Menschen dadurch charakterisiert, dass keine ständig wahrnehmbaren Erschütterungsimmissionen auf ihn einwirken, sondern nur einzelne Ereignisse, die vorwiegend von anderen Hausbewohnern einschließlich der Nachbarn hervorgerufen werden. Abgestrahlte Körperschall-Immissionen werden hörbar, sobald sie den Grundgeräuschpegel überschreiten. Dieser ist in Wohngebieten verhältnismäßig niedrig anzusetzen und in einer TA Lärm festgelegt. Da der Mensch Erschütterungen und Luftschall somit in unterschied-licher Weise wahrnimmt, sind auch unterschiedliche Bewertungsverfahren notwendig.

9 Beurteilung der Schallimmission Luftschall db (C) wobei 134 db (0,1 kpa) internationale Grenzwert-Empfehlung für Sprengungen über Tage; 137 db (Lc,peak) Grenzwert für Sprengungen über Tage nach LärmVibrationsArbSchV; 140 db (0,2 kpa) noch als relativ sicher hinsichtlich Schäden angesehen werden kann; 151 db (0,69 kpa) vereinzelt Fenster brechen; 171 db (6,9 kpa) Fenster zu Bruch gehen; 180 db (20,7 kpa) Schäden an Bauwerken entstehen.

10 Messorte Auswertungen der Sprengerschütterungs- und Schallmessungen 2015 Homburg, Am Hackenberg 12 Homburg, im Kemmerich 7 Erlenbach, Höhenweg 1 Erlenbach, Sportplatz Erlenbach, Pumphaus Gerät Nr. BE16885 Gerät Nr. BE16886 Gerät Nr. BE16887 Gerät Nr. BE16888 Gerät Nr. BE16884

11 Messergebnisse Gerät BE16885 Standort: Homburg, Am Hackenberg 12 vi, max, Betragsmaximalwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sprengerschütterungs-Messungen 2015 /Gerät Nr. BE16885 Sprengschall-Messungen 2015 Schallintensität (db(l))

12 Messergebnisse Gerät BE16886 Standort: Homburg, im Kemmerich 7 vi, max, Betragsmaximalwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sprengerschütterungs-Messungen 2015/Gerät Nr. BE16886 Schallintensität (db(l)) Sprengschall-Messungen 2015

13 Messergebnisse Gerät BE16887 Standort: Erlenbach, Höhenweg 1 vi, max, Betragsmaximalwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sprengerschütterungs-Messungen 2015/ Gerät Nr. BE16887 Sprengschall-Messungen 2015 Schallintensität (db(l))

14 Messergebnisse Gerät BE16888 Standort: Erlenbach, Sportplatz vi, max, Betragsmaximalwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sprengerschütterungs-Messungen 2015/ Gerät Nr. BE16888 Sprengschall-Messungen 2015 Schallintensität (db(l))

15 Messergebnisse Gerät BE16884 Standort: Erlenbach, Pumphaus vi, max, Betragsmaximalwert der Schwinggeschwindigkeit (mm/s) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Sprengerschütterungs-Messungen 2015 Gerät Nr. BE16884 Schallintensität (db(l)) Sprengschall-Messungen 2015

16 Begriffe der DIN 4150, 12/ Begriffe Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 1311 (alle Teile) und die folgenden Begriffe. 3.1 Erschütterungen mechanische Schwingungen fester Körper mit potentiell belästigender Wirkung für den Menschen oder schädigender Wirkung für bauliche Anlagen 3.2 Schaden bleibende Folge einer Einwirkung, die eine Verminderung des Gebrauchswertes des betroffenen Bauwerks oder Bauteils im Hinblick auf seine Nutzung bedeutet 3.3 Anhaltswert ein aus Erfahrung festgelegter Wert, bei dessen Einhaltung ein Schaden nicht eintritt

17 Begriffe der DIN 4150, 12/ Betragsmaximalwert vi, max betragsmäßiggrößterwertdessignalsv(t)indermessrichtungi(i=x,y,z) 3.5 kurzzeitige Erschütterungen Erschütterungen, deren Häufigkeit des Auftretens nicht ausreicht, um Materialermüdungs- erscheinungenhervorzurufen, und deren zeitliche Abfolge und Dauer nicht geeignet sind, um in der betroffenen Struktur eine wesentliche Vergrößerung der Schwingungen durch Resonanzerscheinungen zu erzeugen 3.6 Dauererschütterungen alle Erschütterungen, auf die die Definition der kurzzeitigen Erschütterungen nicht zutrifft 3.7 oberste Deckenebene oberste Geschossdecke, die auf tragenden Wänden aufliegt und die in der Regel eine aussteifende Wirkung in den beiden horizontalen Richtungen übernimmt