Generierung von Lebensdauerkennwerten

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1 Generierung von Lebensdauerkennwerten TU Darmstadt, Institut für Massivbau Dipl.-Ing. Frank Ritter Dipl.-Ing. Frank Ritter

2 Gliederung Generierung von Lebensdauerkennwerten - Lebensdauer von Bauteilen und Bauelementen Grundlagen Literaturrecherche Einflussgrößen und Faktoren Mögliche Lösungsansätze 2/14

3 Grundlagen Lebenszyklus einer Immobilie Lebenszyklus Immobilie Lebenszyklus Gebäude ERSTELLUNG NUTZUNG BESEITIGUNG Instandhaltung bauliche Änderung Abb.: Lebensphasen im Lebenszyklus 3/14

4 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 TECHNISCHE Funktionelle 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 L E B E N S D A U E R Technische Lebensdauer - ordnungsgemäße Funktion - max. Lebenserwartung unter Einbeziehung der Instandhaltung 4/14

5 Lebensdauer und Alterungsverhalten Abb. 1: Bauteilgruppen eines Gebäudes und deren Lebensdauer [IFB, 2004] Abb. 2: Alterung von Sonnenschutzelementen [IPBAU, 1994] 5/14

6 Lebensdauerkennwerte Jahr 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 8/14

7 Lebensdauerschätzungen, Kunststofffenster IEMB, 2009 NBB, 2008 Schw eizer Mieterverband, 2008 BTE, 2008 ifbor, 2007 IEMB, 2006 IFB, 2004 Schmitz, 2004 Schw eizer Eidgenossenschaft, 2003 Hellerforth, 2001 Leitfaden NB, 2001 IEMB, 1998 Hirschberger, 1995 LBB, 1995 UB Hannover, 1987 Amt für Bundesbauten, Abb. 1: Lebensdauerschätzungen am Beispiel Kunststofffenster 9/14

8 Faktorenmethode nach DIN ISO A - Bauteilqualität B - Konstruktionsqualität G - Instandhaltungsqualität ESCL = RSCL A B C D E F G C - Ausführungsqualität F - Nutzungsbedingungen D - Innenräumliche Umgebungsbedingungen E - Außenräumliche Umgebungsbedingungen 10/14

9 Problem: Quantifizierung der Faktoren Einflussgröße Indikator Risikobewertung Auswirkung Bauteilqualität Konstruktionsqualität Ausführungsqualität Innenräumliche Umgebungsbeding. Außenräumliche Umgebungsbeding. Nutzungsbedingungen Instandhaltungsqualität - Zertifizierte Hersteller - Verwendung geeigneter Materialien - Konstruktionen gemäß Stand der Technik - norm- und richtlinientreuer Bauteilaufbau - weitere weiche Faktoren je nach Bauteilgruppe - Zertifizierte und qualifizierte Auftragnehmer - Hoher Facharbeiteranteil - - Thermisches, chemisches, physisches Raumklima - Temperaturen - Niederschläge - Strahlung - Erschütterungen, -Abrieb - Nutzungsintensität - Reinigungsintensität - Sorgfalt, - Häufigkeit -Intensität - Zugänglichkeit, 11/14

10 Lösungsvorschlag Literaturangaben Herstellerangaben Umfragen Forschung Basis-Lebensdauer Umfragen Forschung Probabilistik Einflussgrößen Min.- / Max.-Faktoren Spezifische Lebensdauer 12/14

11 Probabilistik als Lösungsansatz? Prinzip der Statistik zur Untersuchung des wahrscheinlichen Verhaltens eines Problems. Optimierung der Wartungsintervalle von Fenstern in Schulen Kosten [T. ] ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Wartungsintervall n [a] 1. Aufstellen einer Grenzzustandsfunktion (Schadensszenario) 2. Stochastische Modellierung der Basisvariablen (Einflussgrößen) 3. Stochastisches Modell zur Prognose der Lebensdauern 4. Zuverlässigkeitsanalyse und evtl. Optimierung nach Bedarf 13/14

12 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Frank Ritter Institut für Massivbau 14/14