Chair of Building Systems Prof. Hansjürg Leibundgut

Risiken im Bauwesen Vorlesung Prof. Dr. Hansjürg Leibundgut

/ ITA Institute of Technology in Architecture Faculty of Architecture / ETH Zürich

Risiken im Bauwesen: Facility Risk Management · Das Erstellen und das Betreiben von Bauwerken bergen Risiken in sich. · Durch systematische Risikoanalyse, durch die Realisierung und die laufende Überprüfung von Schutzmassnahmen können Risiken vermindert werden. · Um häufig vorkommende und / oder im Eintretensfall mit gravierenden Folgen versehene Ereignisse zu verhindern oder zu mindern, werden normierte Schutzmassnahmen erarbeitet und formuliert. · Die Empfehlungen, Richtlinien, Normen und Vorschriften engen die Gestaltungsfreiheit der Architekten und Ingenieure ein. Die Normenkenntnis ist ein wesentliches Element im Wissen der Planenden.

1.Bedrohung Schutzelemente Gefährdungen Schutzziele

Unternehmens Risiken

4.Überprüfung Wirksamkeit der Schutzmassnahmen

Strategische Risiken Finanz Risiken Markt Risiken Personal Risiken Facility Risiken

3.Bewältigung Schutzmassnahmen Kosteneffizienz Umsetzung

Prozess des Risk Managements

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2.Analyse Risiken Schadensausmass Eintrittswahrscheinlichkeit

Bedrohungen / Gefährdungen · Werte (Schutzelemente) werden durch Gefahren bedroht, d.h. der Wert der Schutzelemente wird beim Eintreten eines schädigenden Ereignisses verringert.

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Passive Gefahren Katastrophe (Erdbeben, etc.) Brand Wassereinbruch Blitzschlag Versorgungsausfall Technische Ausfall Unfall Aktive Gefahren Insider Einbruch Vandalismus Erpressung Terrorismus

Image

Umwelt

Informations / Wissen

Informatik und Komunikation

Betriebsmittel

Schutzelemente

Sachwerte

· Eine systematische Betrachtung und Abarbeitung ist ausschlaggebend für das Resultat.

Gefährdung

Personen

· In einem iterativen Prozess werden in einer Risikoanalyse Schutzziele, Schutzmassnahmen und Restrisiken optimiert.

Das Risikoprofil

· Da viele Schutzmassnahmen technischer Natur sind, muss sich die Gebäudetechnik mit diesen Fragen beschäftigen. Der Architekt als Leiter des Planungsprozesses muss das Risk-Management initialisieren und überwachen.

Eintrittswahrscheinlichkeit

· Die Grenze zwischen bewältigen und akzeptieren ist unscharf und ändert für jeden Fall. Mit abnehmender Risikobereitschaft einer Gesellschaft gewinnt die klare Definition dieser Linie separat für jedes Schutzelement und für jede Gefährdung an Bedeutung. vermindern

bewältigen überwalzen

akzeptieren

Schadensausmass Risiko Schutzziel

Risikoprofil

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Elektrizität

Glossar Gefahr

Umstand, aus dem Schäden entstehen können

Gefährdung

Gefahr, die sich auf bestimmtes Schutzelement bezieht

Restrisiko

Das trotz Schutzmassnahmen verbleibende Risiko

Risiko

Produkt aus der Wahrscheinlichkeit, mit der ein Schaden auftritt, und dem Ausmass dieses Schadens

Risikoanalyse

Erarbeiten und Bewerten der Risiken

Risikomanagement

Prozess zum Erreichen eines adäquaten Schutzes

Schadenausmass

Negative quantifizierte Auswirkung einer Gefährdung

Schutz

Reduktion des Risikos durch Massnahmen, die Häufigkeit, Schaden oder beides verringen

Schutzelement

Zu schützendes Objekt, mit schadenpotential

Schutzkonzept

Koordination der Schutzmassnahmen

Schutzziel

Grenze, welche die akzeptierbaren Schäden festlegt

Sicherheit

Freiheit von unvertretbaren Risiken

Verletzlichkeit

Empfindlichkeit eines Schutzelements bezüglich einer Gefährdung

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Risikooptimierte Auslegung von technischen Installationen · Technische Installationen sind sowohl Ursache risikobehafteter Ereignisse, · Brand durch elektrische Funken · Freisetzung schädlicher Gase (z.B. in Batterieräumen) · Wasserschaden durch geborstene Leitungen · wie auch Maßnahmen zur Bewältigung solcher Ereignisse:

Risiko Analyse

Ebene Konzepte

Schutzkonzepte / Einzelkonzepte

· Sprinkler · Brandmeldeanlagen

Ebene Massnahmen

Schutzmassnahmen Organisation / Technik Planung / Schulung / Kommunikation

· Entrauchungsanlagen · Vor Auslegung technischer Installationen sollen Schutzkonzepte für alle relevanten Flächen und Räume erstellt und beschrieben werden. Risikobewältigung

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Bewältigung

Schutzkonzepte · Schutzkonzepte und Schutzmassnahmen sollen schriftlich festgehalten und dem Investor sowie dem Betreiber zur Genehmigung vorgelegt werden. · Der Architekt ist für beide Dinge (Bericht und dessen Genehmigung) verantwortlich. Er/Sie kann diese Aufgabe delegieren, bleibt aber für die Erfüllung verantwortlich. · Die Leistungsnormen der Reihe SIA 102, 103, 108, etc. regeln die Verantwortlichkeiten in verschiedenen risikobehafteten Bereichen des Bauens, auch in der Gebäudetechnik.

Schutzkonzepte - Schutzkonzept auf Unternehmensebene - Schutzkonzept für Facilities - Brandschutzkonzept - Zutrittsschutzkonzept - Überwachungskonzept - Informatik-Schutzkonzept Bauliche, technische Schutzmassnahmen - Lage und bauliche Gestaltung, Leitungsführung - Zugangsschutz, Überwachung - Redundanzen, Versorgungsautonomie - Brandschutz und Entrauchung - Überspannungs- und EMV-Schutz Organisatorische Schutzmassnahmen - Regeln der Verantwortlichkeiten - Alarmierung, Intervention - Information, Schulung - Notfall

Schutzkonzepte

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Empfehlungen, Richtlinien, Normen und Vorschriften für die Gebäudetechnik · Vorschriften: · Gebote und Verbote, erlassen von staatlichen Stellen. Um Verbindlichkeit im Bewilligungsprozess zu erlangen, ist ein offizieller Beschluss einer staatlichen Autorität (Stadt / Gemeinderat, Parlament, Volk…) notwendig. · Normen: · Beschreiben den Stand der Technik. Werte der Norm werden bei Schadensfällen und Reklamationen von Gerichten herangezogen. Bei schriftlichem Einverständnis der Baupartner kann von Normwerten abgewichen werden.

Themenbereich

Norm, Empfehlung

Charakter

Inhalt

Brandschutz

VKF

N

Allgemeine Normen des Brandschutzes

E

Diverse Richtlinien

Schallschutz

SIA 181

N

Schallschutz im Hochbau

Wärmedämmung

SIA 279

N

Wärmedämmstoffe, allg. Anforderungen

Thermische Energie

SIA 380/1

N

Thermische Energie im Hochbau

Elektrische Energie

SIA 380/4

E

Elektrische Energie im Hochbau

Heizungsanlagen

SIA 384.201

Heizungsanlagen, Berechnung

· Richtlinien, Empfehlungen: · Beschreiben den Stand der Technik bei weniger wichtigen Themen des Bauens. Bei Abweichungen von Richtwerten ist eine schriftliche Information (ev. die Einholung des Einverständnisses) angezeigt. Chair of Building Systems / Prof. Hansjürg Leibundgut Institute of Technology in Architecture / Faculty of Architecture / ETH Zurich Vorlesung: Risiken / 8 von 20

Übersicht über wesentliche Richtlinien und Normen der Gebäudetechnik

Brandschutz und Entrauchung · Feuer gefährdet die Gesundheit und das Vermögen. Die Zerstörungskraft des Feuers ist derart groß, dass behördlich vorgeschriebene Maßnahmen zum Brandschutz die wohl größten Restriktionen beim Bauen darstellen. · Die Schutzziele können auf sehr unterschiedliche Arten erreicht werden. Fundierte Kenntnisse der chemischphysikalischen Grundlagen eines Brandes sind Vorraussetzung für Konzepte, welche höhere Freiheitsgrade bei der Gestaltung von Bauwerken ermöglichen.

Art.9 der Brandschutznorm, Ausgabe 2003 a) Sicherheit von Personen und Tieren b) Entstehung von Bränden und Explosionen vorbeugen und die Ausbreitung von Flammen, Hitze und Rauch begrenzen c) benachbarten Bauten schützen d) die Tragfähigkeit des Bauwerks während einer bestimmten Zeit erhalten e) Brandbekämpfung ermöglichen, Sicherheit der Rettungskräfte

Schutzziele im Brandschutz

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Chemisch-Physikalische Grundlagen des Feuers · Brennstoff, Oxidationsmittel und Zündquelle müssen zur gleichen Zeit am gleichen Ort zusammentreffen. · Brennstoff und Oxidationsmittel müssen innerhalb der Zündgrenze miteinander vermischt oder zumindest mischbar sein. · Die Zündenergie muss für das jeweils vorhandene brennbare System effektiv wirksam sein.

eff ekt ive Z ündquelle

O xidat ionsmit t el Brennst off Zündbereich eines Propan-Luft-Gemisch

Feuerdreieck

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Chemisch-Physikalische Grundlagen des Feuers · Brennstoff, Oxidationsmittel und Zündquelle müssen zur gleichen Zeit am gleichen Ort zusammentreffen. · Brennstoff und Oxidationsmittel müssen innerhalb der Zündgrenze miteinander vermischt oder zumindest mischbar sein. · Die Zündenergie muss für das jeweils vorhandene brennbare System effektiv wirksam sein.

Zündbereich eines Propan-Luft-Gemisch eff ekt ive Z ündquelle

O xidat ionsmit t el Brennst off

Feuerdreieck Chair of Building Systems / Prof. Hansjürg Leibundgut Institute of Technology in Architecture / Faculty of Architecture / ETH Zurich Vorlesung: Risiken / 11 von 20

Brand

Explosion

Schaden

zur gleichen Zeit am gleichen Ort

Zündung

effektive Zündquelle

Oxidationsmittel Brennstoff

innerhalb der Zündgrenzen

mischbar

vorgemischt

Brand

Explosion

Emmons-Tetraeder

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Brandschutz als integrale Planungsaufgabe · Brandverhütung (Verhinderung der Brandentstehung) und Brandbekämpfung (Abschottung, Löschung) müssen und können in der Planung berücksichtigt werden: · Layout von Räumen · Materialisierung von Oberflächen · Wahl technischer Installationen

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Brandschutz als integrale Planungsaufgabe

Brennstoff - Brandverhütung:

Reduzierung der Brennbarkeit (hoher Flammpunkt) und der Brandlast (kleine Masse an Material mit tiefem Flammpunkt)

- Abschottung:

Verhinderung weiterer Brennstoffzufuhr (räumliche Begrenzung)

Oxidationsmittel - Brandverhütung:

Ersatz von Sauerstoff durch Inertgas

- Brandlöschung:

Unterbinden der weiteren Sauerstoffzufuhr (Wasserdampf oder Inertgas verdrängt Sauerstoff)

Zündenergie / Zündquelle - Brandverhütung:

- Einsatz spezieller elektrischer Installationen (kein Funkenschlag) - wirksamer Blitzschutz - Rauchverbot

- Brandlöschung:

Kühlung des Brennstoffs durch Wasser unterhalb dessen Flammtemperatur, so dass vorhandene Zündenergie nicht ausreicht um Weiterbrand zu gewährleisten.

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Alarmierung, Brandbekämpfung, Entfluchtung und Entrauchung · Beim Eintreten eines Brandereignisses sollten die rasche Feuerbekämpfung und die sichere Flucht von Mensch und Tier aus der Gefahrenzone innert kürzester Frist gewährleistet sein.

Brandabschnitte und Fluchtwege

I

H

J

Gästezimmer 10+1 Personen 22.0

· kurze, breite, unverstellte Fluchtwege (max. 35 m) · klar markierte Fluchtwege

Vorraum 7.5

Vorraum 10.0

Gästezimmer 10+1 Personen 22.0

F

10.0 m

Gästezimmer 10+1 Personen 22.0

Waschraum 18.5

E

· Bauliche und technische Brandschutzmaßnahmen müssen aufeinander abgestimmt werden.

Bad Hüttenwart 5.0

BFT

Personalzimmer 2 Personen 7.5

B

Fluchttreppe

Toiletten Herren 10.0 Putzkammer 2.0

C

e Solarfassad D

40+4 Schlafplätze 1. Obergeschos N s Mst. 1:100 17.11.05, rev. 29.11.05/mb

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A

Total 22.0 m bis zum Ausgang

Halle 20.0

· evtl. automatische Sprinkleranlage

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Fluchtbalkon

10.5 m

· Feuerlöschposten in kurzer Distanz

· Die Gebäudetechnik muss die entsprechenden Installationen anliefern (und planen).

Personalzimmer 2 Personen 13.5

G

· möglichst unverrauchte Fluchtwege · rasche und gute Alarmierung der Betroffenen und der Rettungskräfte

Zimmer Hüttenwart 21.5

Gästezimmer 10+1 Personen 22.0

Brandabschnitte und Fluchtwege · Der bauliche und technische Brandschutz müssen frühzeitig integral geplant werden. Brandabschnitte und Fluchtwege

· Brandabschnitt: First +12.90

· Als Brandabschnitt wird ein Raumgebilde bezeichnet, innerhalb dessen sich Feuer und Rauch ohne größere Behinderung entwickeln können. Aus jedem Brandabschnitt muss eine Flucht ins Freie oder in einen geschützten Fluchtweg möglich sein. Die Brandabschnitte müssen untereinander einen festgelegten Feuerwiderstand aufweisen. Technische Installationen, die Brandabschnitte überschreiten, müssen so gebaut sein, dass kein Brandüberschlag möglich ist. · Brandschutzklappen in Lüftungskanälen · Brandschotts bei Kabeldurchdringungen · max. Durchmesser bei Abwasserrohren · etc.

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Solarfassade

BSK Technikraum Technikraum Lüftung Lüftung1.-3. 1.-3.OG OG Druckbehälter Druckbehälter

Gästezimmer Gästezimmer 4+1 Personen Personen

Vorraum Vorraum

3. Obergeschoss +8.30

!

Fluchttreppe Fluchttreppe 2. Obergeschoss +5.60

BSK Gästezimmer Gästezimmer 8+1 Personen Personen

m Vorraum Vorraum

BFT BSK

!

Gästezimmer Gästezimmer 10+1 Personen Personen

m Vorraum Vorraum

Waschraum Waschraum 1. Obergeschoss +2.90

BSK

! PanoramaPanoramarestaurant restaurant

Thekke Theke

PanoramaPanoramarestaurant restaurant

Erdgeschoss ±0.00

Holzraum Holzraum Werkstatt Werkstatt Untergeschoss -2.70

Schnitt D-I Mst. 1:100 17.11.05, rev. 29.11.05/mb

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Schuhraum Schuhraum

Technikraum Technikraum Wärmeerzeugung Wärmeerzeugung Lüftung LüftungUG+EG UG+EG

Brandabschnitte und Fluchtwege · Türen zwischen Brandabschnitten müssen an die Brandfallsteuerung angeschlossen sein. Brandabschnitte und Fluchtwege

First +12.90

Solarfassade

BSK Technikraum Technikraum Lüftung Lüftung1.-3. 1.-3.OG OG Druckbehälter Druckbehälter

Gästezimmer Gästezimmer 4+1 Personen Personen

Vorraum Vorraum

3. Obergeschoss +8.30

!

Fluchttreppe Fluchttreppe 2. Obergeschoss +5.60

BSK Gästezimmer Gästezimmer 8+1 Personen Personen

m Vorraum Vorraum

BFT BSK

!

Gästezimmer Gästezimmer 10+1 Personen Personen

m Vorraum Vorraum

Waschraum Waschraum 1. Obergeschoss +2.90

BSK

! PanoramaPanoramarestaurant restaurant

Thekke Theke

PanoramaPanoramarestaurant restaurant

Erdgeschoss ±0.00

Holzraum Holzraum Werkstatt Werkstatt Untergeschoss -2.70

Schnitt D-I Mst. 1:100 17.11.05, rev. 29.11.05/mb

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Schuhraum Schuhraum

Technikraum Technikraum Wärmeerzeugung Wärmeerzeugung Lüftung LüftungUG+EG UG+EG

Brandschutzvorschriften bei Lüftungsanlagen · Im Brandfall wirken offene Luftkanäle als Transportweg für das Oxidationsmittel zum Brandort (angesaugt durch das Feuer) und / oder als Transportweg von Rauch in einen anderen Brandabschnitt. Um dies zu verhindern gilt: · Lüftungskanäle, die Brandabschnitte queren, müssen an diesen Stellen mit Brandschutzklappen (BSK) ausgerüstet sein. · Lüftungskanäle, die Zu- oder Abluft aus einem anderen Brandabschnitt durch einen Raum leiten, müssen gegen das Durchbrennen geschützt sein (Brandisolation von Kanälen). · Im Brandfall dürfen nur speziell geplante und ausgeführte Lüftungsanlagen in Betrieb sein (speziell gedämmt, an Brandfallsteuerung angeschlossen, spezielle Apparate).

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Brandschutzvorschriften bei Lüftungsanlagen · Fetthaltige Abluft bzw. Abluft mit möglichen Restanteilen von Brennstoff, z.B. Tankanlagen, dürfen nicht mit anderer Abluft vermischt werden.

ABL, allg.

ABL, Küche

BSK

BSK

BSK BSK

BSK

AUL

Küche x BSK BSK

ZUL

Abluftschema

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© Prof. Hansjürg Leibundgut

Professur für Gebäudetechnik März 2012

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