SchaDENsbilder
Anmerkungen zu typischen Mängeln, denen wir täglich auf der Spur sind .....
Betonschlote
Mantel
Die kleine Alt - Reparaturstelle lässt ein tiefer liegendes Problem vermuten:
Fortschreitende Karbonatisierung des Betons aufgrund zu geringer Überdeckung hat mit den Jahren zu einem Abbau des natürlichen Korrosionsschutzes der Bewehrung geführt:
Da Rost ein ca. 3 -faches Volumen von Stahl hat, kommt es aufgrund Korrosionsdruck zu schollenförmigen Abplatzungen der Deckschichte.
Die darunter liegende Schädigung ist dabei oftmals weit umfangreicher als es zunächst den Anschein hat:
Hinter einer handgrossen Schadstelle an der Oberfläche verbirgt sich eine 2m lange Hohlstelle aufgrund Korrosionsdruck der Amierung
Beton- & Stahlschlote
Beschichtungen
Schornsteine müssen gegen Korrosion oder chemische Beanspruchungen durch Schutzschichten geschützt sein.
Die rote Bemalung des Mündungsbereiches dient also nicht nur als Tagkennung für Flugzeuge sondern auch dem Schutz des Betonschaftes gegen Rauchgase.
Beanspruchung durch Abgase werden angenommen:-
im Abgasrohr
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Im Down - Wash Bereich des Schornsteines (i.a. 5*DM)
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insbes. bei den Leitern und Bandagen, die in der Abgasfahne liegen
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auch Abgase benachbarter Schornsteine sind zu berücksichtigen
Neben den diesbezüglich mäßig ertragreichen Inhalten der Normenreihe 13084 sind für die Bewertung relevant
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EN 1993-3-2
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EN ISO 12944-4-2016
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Betonschlote
Tragwerk
Zugegeben: Das Grundkonzept zur Ableitung der Lasten ist bei den meisten Stahlbetonschloten schon irgendwie ähnlich und erschließt sich auch dem interessierten Laien relativ schnell. Und die Bauteile sind zumeist so massiv, dass sie kaum übersehen werden können....
... aber vielleicht gerade deswegen: um die Prüfung seriös abwickeln zu können, sollte man schon allein aufgrund der zu inspizierenden Abmessungen hier einiges an Zeit einplanen:
Auf der ToDo - Liste der Prüfung stehen ALLE
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Konsolen
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Bühnen
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Aufhängungen der Rauchgasrohre
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gesamter Turmboden
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Aussenflächen bis 10% der Turmhöhe
Unser Augenmerk liegt hier auf
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Risse
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Korrosionsfahnen der Bewehrung
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Aussinterungen
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Schwefelablagerungen
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Durchfeuchtungen
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Bauliche Änderungen
Wesentlich erscheint mir noch anzumerken, dass viele dieser Bauteile unterhalb der Zwischenbühnen liegen und deshalb NICHT handnahe zugänglich sind. Zudem liegen sie häufig im halbdunkeln bzw. Schatten der Beleuchtung. Zusätzlich zur stationären Schlotbeleuchtung ist deshalb ein leuchtstarker Handscheinwerfer für die Prüfung erforderlich.
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Betonschlote
Bewehrung
Die Anforderungen an die Armierung sind in EN 13084-2 geregelt:
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Überdeckung grösser 30mm
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Übergreifungslänge 200mm
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20% der vertikalen Bewehrung gestoßen
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Abstand der Bewehrung kleiner als die Wanddicke, jedoch icht grösser als 250mm
Bautechnische Erfahrung, Wissen über historische Ausführungs - Usancen und die aktuellen normativen Anforderungen sowie ein Auge des Sachverständigen für Frühindikatoren von Schäden sind hier gefordert.
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Betonschlote
Karbonatisierung
Durch Messung der Karbonatisíerungstiefe kann mit einem sehr überschaubarem Aufwand vorort der optische Ersteindruck ergänzt werden:
Mit einem Handmeissel werden frische Bruchflächen erzeugt, welche mit einer 1%-igen Phenolphthaleinlösung besprüht werden. Der Indikator verfärbt sich im alkalischen Bereich (nicht karbonatisierter Beton) violett-rot. In den neutralisierten (karbonatisierten) Bereichen bleibt der Beton farblos.
Im Bild unten ist die Karbonatisierung bereits bis zur Ringbewehrung vorgedrungen - die Überdeckung liegt bei ca 15mm.
Ziegelschlote
Mauerwerk
Die häufigsten Schäden am Mantel des Ziegelschornsteins sind
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Fugenausbruch
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Risse aufgrund thermischer Spannung
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Risse aufgrund Frosteinwirkung an feuchtem Mauerwerk stillgelegter Schlote
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Zerstörung des Mauerwerks durch Wurzelpenetration
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Biologische Korrosion
wobei die oben genannten Attribute häufig aufeinander folgen:
So folgen ersten Rissbildungen durch thermische Spannungen aufgrund geringer Zyklen die Durchfeuchtung aufgrund Witterung und langer Stehzeiten, welche wiederum die Bildung von Bewuchs mit entsprechend zerstörerischer Wirkung fördert.
Nicht selten sind Destabilisierung von Antennentragwerken und Bühnen aus diesem Grund der Anlass für unsere Einsätze.
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Ziegelschlote
Ziegelsteine
Ziegel für Industrieschornsteine wurden ab 1927 bis 2009 in der DIN 1056 genormt. Da der danach errichtete Neubestand an Schloten sehr überschaubar ist, zunächst ein paar Auszüge aus dieser alten - mittlerweile zurückgezogenen - Norm aus 2009:
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es dürfen nur "Vollsteine" verwendet werden, wobei unter "Voll" ein Lochanteil von unter 15% zu verstehen ist
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die Mindestwanddicke eines Ziegelschlotes hängt vom Durchmesser ab und beträgt mind. 240mm
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Bei Schlotdurchmessern bis 4m müssen Radialklinker verwendet werden - ein typischer Stein hätte z.B. 240 / 160 / 90mm
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versetzt wird mit einem normalen Maurermörtel der Klasse II
Schäden an Ziegeln sind z.B. die typische Katzenkopfbildung: aufgrund wiederkehrender Frostschäden und tw. auch einfach nur alte Baustoffen entstehen kleine Risse im Ziegel. Dringt hier Regen ein und gefriert im Winter, so sprengt dies nach und nach Ziegel und Fugen auseinander. Gleichzeitig greift saurer Kondensatdampf die Oberfläche an und führt zu tiefgreifenden Steinschäden:
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Abgeplatzte Ziegelflanken und sichtbare Hohlstellen
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Ausgewaschene Fugen und offene Mörtelnähte
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Feuchte Stellen und Verfärbungen unterhalb des Kaminkopfes
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Bröselnder Putz, der sich leicht mit der Hand lösen lässt
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Ziegelschlote
Mörtelfugen
Während der Ziegel mit einem normalen Maurermörtel der Klasse II versetzt wird, hat der Mörtel für die Fugen der höheren Anforderung von zumindest Mörtelklasse III nach DIN V 18580 zu genügen.
Die Druckfestigkeit des Mörtels wird immer deutlich unterhalb der des Ziegels liegen - die Fugen stellen somit den schwächsten Teil des Mauerwerkes dar:
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Lagerfugen - also das horizontale Mörtelbett zwischen den Ziegelscharen - sollten daher nicht dicker als 15mm sein.
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Radiale Stoßfugen sollten nicht mehr als 24mm dick sein
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Ringförmige Stoßfugen dürfen nicht dicker als 15mm sein
Die häufigsten Fehler bei einer Fugensanierung bestehen darin, dass
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die Fugen nicht ausreichend ausgekratzt (mind. 15mm) und anschließend mit einem Pinsel oder Bürste gereinigt werden. Waren offene Fugen lange Zeit dem Rauchgas ausgesetzt, so kann auch eine Reinigung mit Hochdruck erforderlich werden.
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bei Verfugung mit säurebeständigem Kitt das Mauerwerk feucht ist
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Ziegelschlote
Schaftschiefstand
durch
Mörtelwachstum
Beim Mauern oder der Sanierung eines Ziegelschornsteins ist die Wahl des Mörtels entscheidend: Häufig resultiert eine Schiefstellung aus einem Mörtelwachstum, wenn der ursprüngliche Mörtel mit dem Sanierungsmörtel nicht harmoniert.
Durch jahrzehntelange Penetration des Mauerwerks durch Schwefel (insbes. im Kopfbereich auf der Wetterseite) nimmt der Mörtel laufend Schwefel auf. Reagieren diese alten Schwefelrückstände chemisch mit dem neuen Mörtel der Fugensanierung, lässt dies den Mörtel quellen. (Bild Arena Wien)
Weitere Gründe einer Schaftschiefstellung können in Materialwachstum durch die extreme thermische Ausdehnung (Hitze aus dem Kessel) und Witterungseinflüsse (Frost und Feuchtigkeit) liegen.
Aus einem geraden Schaft wird ein Kipferl ... ob statische Bedenken angebracht sind, hängt von zahlrechen Faktoren ab und muss im Einzelfall beurteilt werden. Eine ganz grobe Faustregel dazu: Hängt der Schlot über seine Basis, wird der Sachverständige jedenfalls die Stirn runzeln und den Rechenstift zücken.
Ziegel-, Beton- und Stahlschlote
biologische Korrosion
Biologisch induzierte Korrosion an Schornsteinen entsteht, wenn Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Algen Materialien zersetzen.
Dies passiert besonders an feuchten, schlecht belüfteten Stellen, begünstigt durch unzureichenden Wärmeschutz, Taupunktunterschreitung, biologische Ablagerungen und Bewuchs.
In Anlagen, die organische Materialien oder Biomasse verbrennen, bilden schwefeloxidierende Bakterien aggressive Schwefelsäure, die auch Jahrzehnte später noch immer mineralische Werkstoffe wie Mörtel, Ziegel oder Beton chemisch zersetzt.
Säuren greifen neben C - Stahl zudem auch die Passivschicht von Edelstahl an: Eisenbakterien leben von der Oxidation von Eisen bzw. von den Elektronen, welche dabei frei werden.
Abhilfe: Vermeiden von Taupunktunterschreitungen durch Temperaturführung und lange Zyklen. Beim stillgelegten Ziegelschornstein mit Antennenanlage hilft die Aktivierung des natürlichen Zuges durch eine Öffnung am Fuß und Abdecken der Mündung mit Deckel mit entsprechender Entlüftung.
Ziegelschlote
Fundamente
Die Bewertung der Gründung von Ziegelschloten erfordert hohe bautechnische Expertise und Erfahrung - folgende Rahmeninformationen fließen in die Bewertung ein:
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Änderungen der Lastsituation, z.B. durch Zubau von Antennenanlagen (gesonderter statischer Nachweis erforderlich)
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Änderungen der baulichen Umgebung, z.B. Anbauten, Drainagen, Wegebauten etc.
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Abschätzung konzeptioneller Tragreserven: wurde nach DIN 1056 bemessen oder liegt z.B. der Errichtungszeitpunkt vor 1927
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Auffälligkeiten wie Schaftschiefstellungen, mürbes Mauerwerk, Feuchtigkeit
Findet die SV - Prüfung erstmalig statt, so werden wir
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um Planunterlagen ersuchen, um Abweichungen und Änderungen erkennen zu können (ggf. incl. Statik)
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ggf. eine initiale Messung der Axialität durch mehrere über die Höhe verteilte Messpunkte anregen
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bei evidenten Zweifel an der Baustoffqualität, um einen Nachweis der Tragfähigkeit des Mauerwerks mittels Bohrkernproben und Festigkeitsanalyse ersuchen
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Beton- & Ziegelschlote
Innenzüge
aus Mauerwerk
Teil 4 der Normenreihe für Industrieschornsteine regelt die Ausführung von Innenrohren aus Mauerwerk.
Bei der Prüfung der Innenzüge liegt neben dem Verschleiszustand der Auskleidung unser besonderer Augenmerk auf folgenden Themen:
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Ableitung der Lasten in die Tragstruktur
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Auffälligkeiten oder Ablagerungen im Zwischenraum, welche auf Schäden der Dichtungen hindeuten
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Zustand der Schaumglas - Isolierung und zugehörigen Bandagen
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Schäden an Steinen, welche einen Rückschluss auf Zwängungen der Bewegungsfugen zulassen
Nachdem der Großteil der heimischen Schlote lange vor Publikation der aktuell gültigen Norm (2003) errichtet wurde, ist für eine valide Bewertung eine profunde Kenntnis von lokal üblichen Ausführungslösungen der 50er- 2000er Jahren erforderlich.
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Beton- & Ziegelschlote
Stöße
von Innenzügen
Innenrohre sind i.a. aus mehreren Teilabschnitten aufgebaut, welche aufgrund
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Lastabtragung aus dem Eigengewicht
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Aufnahme von Längenänderungen
übereinander gestapelt werden.
Im Bereich der Stoßstellen wird zudem häufig das Kondensat über Tropfenfallen zwischen den Teilabschnitten ausgeleitet.
Ist der Zwischenraum zw. Innenrohr und Tragschaft begehbar ausgeführt, muss der Innenrohrstoß zudem gasdicht ausgeführt sein.
Prüfpunkte bei den Stößen sind
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die Verschraubung der umlaufenden Flacheisenbänder
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Ablösungen bei der Vulkanisierung bzw. Verklebung der Gummikompensatoren an das Mauerwerk
Eine Überprüfung und Bewertung des Baubestandes erfordert die Kenntnis der konstruktive Lösung von Dichtung, Lastableitung und Drainage.
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Beton- & Ziegelschlote
INLINER
aus GFK oder Textilschläuchen
Ist die Gasdichtheit eines Zuges nicht mehr gegeben und eine Sanierung unumgänglich, so stellen
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die Auskleidung des Innenrohres mit GFK - Laminat oder
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das Einziehen eines speziellen Textilschlauches
eine günstige Alternative zu einer aufwändigen Mauerwerksanierung oder Stahlinliner dar.
Schadensattribute sind
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Delaminationen & Weissbruch
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Einrisse
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Erodierte Deckbeschichtung
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Blasenblildung
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offene Klebestellen
Kandidaten für Schäden sind dabei insbesonders jede Art von Übergang- und Anschlussstellen zum Steinmauerwerk
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ISOLIERUNG
Beton-, Ziegel- und Stahlschlote
Die Unversehrtheit der Wärmedämmung hat einen großen Einfluss auf die Lebensdauer des Innenrohrs. Eine Beschädigung der WD kann auftreten infolge von:
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Minderung der physikalischen oder chemischen Eigenschaften durch Hitze oder chemische Beanspruchungen
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Einsturz von Innenrohr - Abschnitten
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Einsturz der Zwischenwand - Dämmung bei Stahlschloten
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Durchfeuchtung bei langen Stillstandszeiten
Folgenden Wärmedämmstoffe kommen zum Einsatz:
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Dämmsteine;
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Mineralwollematten;
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Schaumglasblöcke;
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Fertigteile aus Vermiculite/Perlite;
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Calciumsilikatblöcke;
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Glaswollematten;
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Matten aus keramischer Faser.
Insbesondere bei Stahlschloten ist die Dämmung nicht direkt einsehbar: Hier bietet eine einfache Wärmebildkamera ein probates Mittel zur schnellen Diagnose von Problemstellen. Viele handelsübliche Drohnen bieten heute entsprechende Optiken zu überschaubaren Preisen an.
Kandidaten für Schäden sind auch hier jede Art von Übergang- und Anschlussstellen.
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Stahlschornsteine
Innenrohre
Zwei unterschiedliche Konzepte sind möglich
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Das rauchgasführende Innenrohr übernimmt neben der Rauchgasführung auch die Tragfunktion - die Wandstärke der Innenrohre ist entsprechend stark dimensioniert.
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Das Innenrohr dient nur der Rauchgasführung, der Außenmantel ist lasttragend dimensioniert und gewährleistet die Standfestigkeit.
In beiden Fällen sind die von innen relevanten Prüfpunkte
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ggf. Nachweis der Wandstärke des tragenden Stahlrohres durch Ultraschallprüfung
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Schweissverbindungen der Rohrstöße
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Einmündung der Durchführungen und Stuzenanschlüssen
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Zustand der Schlotsohle.
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Schraubverbindungen
Stahlschornsteine
Stahlschornsteine stellen zumeist letztendlich einen Turm von übereinander gestapelten Rohren dar.
Für die Standsicherheit dieser Türme von zentraler Relevanz ist somit der Zustand der Flansche und der zugehörigen Schraubverbindungen.
So wird auch die Kontrolle der Schraubanschlüsse in der EN 13084-9 explizit vorgeschrieben:
Die Vorspannung der Ankerbolzen sind vom Sachverständigen zu prüfen und mit den Herstellerangaben abzugleichen.
Es gehört jedoch zu unserem Tagesgeschäft, dass zu den Schraubgarnituren jedoch weder Spezifikationen zur Qualität, noch Referenzwerte zur Drehmomentprüfung vorgelegt werden. In Ermangelung dieser Daten empfehle ich alternativ
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eine Referenzierung zu den Angaben aus DIN EN 1993 -1-8 NA 2010-12
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unter Annahme einer Qualität der Gewindestangen von 8.8.
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bei einem Lastniveau von 75%
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sequentielle Stichprobe gem. EN 1090-2 Anhang M
Bei Wahl dieser Vorgehensweise sollte eine gute Balance zwischen Aussagekraft der Prüfung und der Sicherheit vor Übrlastung der Schraubverbindung gewährleistet sein.
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Fundament
Stahlschornsteine
Ankerkorb, Sockel und Unterstopfung
Der Ankerkorb des Fundaments moderner Stahlschornsteine besteht i.a. aus hochfesten Gewindestangen, welche über zwei Zentrierringe in Position gebrachte werden.
Dieser Anschlusskäfig wird in die Bewehrung des Schornsteinfundaments eingebunden um die Kräfte über das Betonfundament sicher ableiten zu können.
Ein Sockel von mind. 150mm Höhe sowie schräg abfallender Glattstrich von Sockel und Unterstopfung verhindern Korrosion.
Folgende Mängel sind häufig zu beobachten:
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Korrosion des Schlotfußes aufgrund fehlendem Sockel
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Glattstrich ohne Gefälle
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fehlende oder ausgebrochene Unterstopfung
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Konflikt mit benachbarten Anschlussfundamenten
Anzumerken wäre noch, dass eine Überprüfung der Vorspannung der Sockelverschraubung KEINE Informationen über die Qualität der Verankerung des Ankerkorbes im Fundament ergibt, da die Muttern ja gegen Gegenmuttern gezogen werden.
Die EN 13084 führt deshalb hierzu wie folgt aus: " .... falls erforderlich, eine Ultraschalluntersuchung der den strukturellen Kanal zum Fundament sichernden Haltebolzen, um das Ausmaß des Verfalls/der Korrosion festzustellen."
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Steigeisen
Zuwegung
War früher die Erschließung von Ziegelschloten mittels Steigeisengängen und Ruhebügeln gängiger Standard, so stellt sich die Frage nach der Bewertung eines derartigen Bestandes im Lichte aktueller Sicherheitsstandards - wobei die gültige Regelung dazu eigentlich recht klar ist:
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Sind die äusseren Steigeisen intakt, so können diese weiter verwendet werden
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Abstand je nach Steinhöhe jede 3. oder 4. Schicht, max. jedoch 400mm
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Einbindetiefe ca 110 - 120mm
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Tiefe des Auftrittes gleichmäßig und ca. 160mm
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Steigeisengänge im Schlotinneren sind gegen Verwenden zu sperren oder demontieren
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Ruhebügeln stellen keine taugliche Absturzsicherung dar - d.h. derartig ausgestattete Steigeisengänge sind mittels Schienensystemen nachzurüsten - es wird empfohlen die Ruhebügel dabei rückzubauen
Unsere Bewertung und Empfehlungen zur Ertüchtigung orientieren sich an folgenden Regelwerken:
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EN ISO 14122 Teil 1 & 4
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ÖNORM Z 1600
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DGUV Regel 103-007 „Steiggänge für Behälter und umschlossene Räume“
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DGUV Information 201-014 „Regeln für das Nachrüsten von Steigeisen und Steigleitergängen
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Zusatzausrüstung
Blitzschutz
Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass insbesondere die Blitzschutzanlagen anfällig für Schäden und Mängel sind:
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Abgerissene Leiter
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Aufgegangene Verbinder
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Gerissene Schweißnähte (der Verbindungsbänder an den oberen Bandagen)
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Fehlende Erdung der Abspannseile
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Ausgerissene Verankerungen
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Nicht angeschlossene Bühnen von nachträglich ergänzten Antennenanlagen
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Nicht zugängliches Erdungsband
Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung gelten für Schornsteine tw. besondere Anforderungen, über die sie Ihre Blitzschutzfirma gerne informiert:
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Anzahl der Ableitungen
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Querschnitt der Fangstangen
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Überstand über Mündungsebene
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Abstand der Fangstangen zueinander
Grundsätzlich gehen wir bei unseren Prüfungen von einem Baubestand in Konsens der geltenden Vorschriften aus - trotz unserer jahrelangen Erfahrung ersetzt unsere Überprüfung den Blitzschutzbefund durch Ihre Blitzschutz - Fachfirma nicht.
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Zusatzausrüstung
Bandagen
Bandagen - auch als Schornsteinbänder bekannt - werden vorwiegend als probates Mittel zur Reparatur gerissener Schornsteine eingesetzt.
Betr. Anforderungen an Konstruktion und Montage an Bestandsschloten greifen wir auf die (zurückgezogene) DIN 1056 zurück:
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Maximaler Abstand der Bandagen zueinander 1,4 m
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erhöhter Korrosionsschutz im Mündungsbereich: A4
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Querschnitt der Bandage > 0,1 % des Flächeninhaltes des zugehörigen vertikalen Wandquerschnitts
Neben der häufigen Ausführung mit 10mm starkem Bandstahl sind insbesondere bei schlanken Betonschloten auch Bandagen aus vorgespannten und verpressten Stahlseilen anzutreffen.
Relevant für die Bewertung ist neben Vorspannung, Korrosion und Abstand auch die Tauglichkeit der Maßnahme: vor allem bei großen Temperaturdifferenzen kann es zu, durch Zwängung induzierten, Mauerwerksschäden aufgrund einer zu engen, starren Bandage kommen: Hier können federbelastete Bandagen Abhilfe leisten.
Federn werden zudem in die Bandkonstruktion eingebaut um das Innenrohr planmäßig vorzuspannen: Die Länge der Feder sollte dabei so gewählt sein, dass die Spannungsänderung im Band um weniger als 20 % schwankt, wenn die Temperatur des Innenrohrs zwischen niedrigen und hohen Werten wechselt. (EN 13084 - 4 E 1.3): In diesem Fall ist eine Kontrolle der Außenseite der Wand in der Nähe des Bandes auf Druckbeanspruchungen durchzuführen.
Neu errichtete Bandagen sind bis 5 DM unterhalb der Mündung in Edelstahl auszuführen: Was passiert, wenn dies nicht beachtet wird, ist häufig am Altbestand zu beobachten .....
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Zusatzausrüstung
Flughindernis-
befeuerung
Stellen Schornsteine ein Hindernis für den Flugverkehr dar, schreibt die Behörde eine Kennzeichnung mit Flugwarnanstrich und Hindernisbefeuerung vor.
Da die Warnleuchten zumeist am Geländer oder Brüstung der Bühnen angebracht werden, ist eine-
robuste Rüttelprobe sämtlicher Leuchten obligatorisch.
Neben Integrität der Verankerung kontrollieren wir weiters z.B. auf:
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Sprünge im Glas
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einheitliche Leuchtmittel
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desolate elektrische Anschlüsse
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und natürlich auch Funktion der Leuchtmittel
Für Schornsteine mit begehbarem Zwischenraum sollten die Warnleuchten so auf der Außenseite des Tragrohres angeordnet werden, dass sie von inneren Bühnen aus durch Öffnungen zugänglich sind.
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