Baumetall Ausgabe:

Bestimmung der Windlast

Metalldach fliegend
Ein Metalldach auf Abwegen
05.09.2008 - Die neue Windlastnorm DIN 1055-4 weist im Vergleich zur Vorgängerausgabe einige gravierende Änderungen auf.

Thomas Bühlmeyer, Frank Neumann

Diese Neuerungen spielen bei der Bestimmung der Windlast und damit bei der Befestigung von Dach- und Fassadenelementen aus Titanzink eine sehr wichtige Rolle.

50 Jahre ist es her, dass in Deutschland mit der DIN 1055-4 die erste Windlastnorm erschien. Ihre Regelungen betrafen unter anderem die Lagesicherung eines Dachaufbaus gegen das Abheben durch Windkräfte und basierten auf der Annahme, dass die Geschwindigkeit eines Windes, die auf ein Gebäude einwirken kann, maximal 34,6 m/s beträgt. Dieser Wert galt unabhängig davon, ob das Haus windgeschützt mitten im Bayerischen Wald oder direkt am Meer auf der Insel Sylt stand. Dies konnte man 1938 in Kauf nehmen, denn damals herrschten schwere, massive Bauweisen vor und die Windlast spielte eine untergeordnete Rolle.

Diese Situation hat sich im Verlauf der Jahrzehnte grundlegend geändert:
- Moderne Bauweisen sind leichter, die Bauformen komplexer geworden und damit anfälliger gegenüber den Kräften des Windes.
- Berechnungen der Münchner Rückversicherung zeigen, dass die durch Sturm verursachten wirtschaftlichen Schäden in den letzten 20 Jahren erheblich zugenommen haben.
- Die über Messungen und Statistiken ermittelten durchschnittlichen Böenwindgeschwindigkeiten liegen bei 30 m/s in Süddeutschland und 50 m/s in der Deutschen Bucht. Diese Windstärken werden im statistischen Mittel zwar nur alle 50 Jahre erreicht, dennoch müssen sie berücksichtigt werden.
- Neue Erkenntnisse des Windingenieurwesens belegen, dass die Windgeschwindigkeiten auch durch die Oberfläche des Geländes beeinflusst werden. Hier lässt sich vereinfacht sagen: Je flacher das Land, desto höher die Windgeschwindigkeit und damit die Windlast, die auf ein Gebäude einwirkt oder: je unebener die Oberfläche, desto geringer die Windgeschwindigkeit und damit die Windlast.

Windzonen und Geländekategorien

Die DIN 1055-4 wurde seit 1938 mehrmals angepasst und hat mit der jetzt gültigen Ausgabe vom März 2005 gravierende Änderungen erfahren. Diese Ausgabe basiert auf dem Sicherheitskonzept der DIN 1055-100, integriert die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und ist zum 1. Januar 2007 in Kraft getreten. Die DIN 1055-4 bezieht nicht nur Gebäudehöhe und -form, sondern auch die regional unterschiedlichen Windlasten und topografische Besonderheiten ein. Außerdem berücksichtigt sie bei Gebäuden, wenn der Anteil der Öffnungen mehr als 30 Prozent der Fassadenfläche umfasst, den in dem Bauwerk herrschenden Innendruck (= positiver Druck) und definiert die bisher als Windsog bezeichneten Lasten als negativen Winddruck.

Das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland gliedert die Neufassung der DIN in vier Windzonen, von denen drei den größten Teil Deutschlands abdecken. So gehören Süd- und Mitteldeutschland der Windzone 1 an, der Süden Bayerns und Ostdeutschlands zur Windzone 2 und Teile der Nord- und Ostseeküste zur Windzone 3. Die Windzone 4 umfasst einen etwa 5 km breiten Streifen entlang der Nordseeküste, die dort liegenden Inseln und Halligen sowie Bereiche um die Ostsee-Inseln Fehmarn und Rügen. Diese Windzone entspricht in etwa dem Bereich, für den in früheren Regelwerken (z.B. Klempnerfachregeln) aufgrund der exponierten Lage ein gesonderter Nachweis der Lagesicherheit gegen Windwirkung vorgeschrieben war.

Die topografischen Gegebenheiten fasst die DIN 1055-4 in vier Geländekategorien und zwei Mischprofilen zusammen. Zu Kategorie I gehören flaches Land ohne Hindernisse sowie offene See und Seen mit mindestens 5 km freier Fläche. Kategorie II gilt für Gebiete mit Hecken und einzelnen Häusern bzw. Bäumen. Zu Kategorie III zählen Waldgebiete, Vorstädte sowie Industrie- und Gewerbegebiete und zu Kategorie IV Stadtgebiete, bei denen mindestens 15 Prozent der Fläche mit Gebäuden bebaut sind, deren mittlere Höhe 15 m überschreitet. Das Mischprofil Küste (Übergangsbereich Kategorien I + II) gilt für einen 5 km breiten Küstenstreifen, und für den Wechsel vom glatten zu mäßig rauem Gelände (Übergangsbereich Kategorien II + II) trifft das Mischprofil Binnenland zu.

Differenziertere Gliederung der Dachflächen

Eine weitere Änderung, die mit der neuen DIN 1055-4 in Kraft getreten ist, betrifft die bisher bekannte Einteilung des Daches in Eck-, Rand- und Innenbereich. Sie wurde durch eine wesentlich differenziertere Gliederung ersetzt und sieht zum Beispiel bei Satteldächern bis zu fünf und bei Pultdächern bis zu acht Bereiche vor. Für diese Bereiche ergeben sich in Abhängigkeit von Gebäudehöhe, Dachneigung und Windzone unterschiedliche Windlasten.

Wie und in welchem Umfang wirkt sich nun die Neufassung der DIN 1055-4 auf die Klempnertechnik aus? Unverändert geblieben ist, dass exponierte Bauwerke auch weiterhin höchsten Windsoglasten und Verwirbelungen ausgesetzt sind und dass durch Gebäudeversprünge, Kamine und Dachaufbauten Verwirbelungen entstehen, die die Windfestigkeit von Fassadenverkleidung und Dachdeckung beeinflussen können. Der Einfluss der Windrichtung wird nicht mehr berücksichtigt.

Gravierende Änderungen bringen die Einführung der Windzonen und Geländekategorien, die Berücksichtigung des Innendrucks und die neue Gliederung der Dachbereiche mit sich. Damit hat die Haftsogtabelle der Vorgängernorm, aus der Anzahl und Anordnung der Hafte in Abhängigkeit von Gebäudehöhe, Werkstoff, Scharenlänge und Werkstoffdicke entnommen werden konnten, ihre Gültigkeit verloren.

Bestimmung der Windlast jetzt planerische Leistung

Aufgrund der neuen DIN 1055-4 müssen die Windlasten individuell für jedes Gebäude ermittelt werden. Dies erfordert umfangreiche Berechnungen und zählt nach Auffassung von RHEINZINK zu den planerischen Leistungen. Dies bedeutet, dass für die Bestimmung der Windlasten nicht der Klempner, sondern der zuständige Statiker oder der Architekt verantwortlich ist. Der Hersteller von Dach- und Fassadenelementen aus Titanzink macht in diesem Zusammenhang auch deutlich, dass die Bestimmung der Windlasten bei Gewährleistungs- und Haftungsfragen eine entscheidende Rolle spielt, denn sie bildet die Grundlage für Anzahl und Anordnung der Hafte.

Bezogen auf den Werkstoff Titanzink hat RHEINZINK die Anforderungen der DIN 1055-4 für das Klempnerhandwerk in einer Übersicht zusammengefasst. Ausgehend von den Angaben zur Windlast und in Abhängigkeit von Scharenlänge und Werkstoffdicke gibt die neue Hafttabelle Hinweise zur Anzahl der Hafte.

Darüber hinaus empfiehlt RHEINZINK dem Handwerker sich jeweils die vorherrenden Windlasten nennen zu lassen und bezogen auf den verwendeten Befestigungshaft zu dokumentieren. Hierzu besteht die Möglichkeit sich auf der Homepage www.rheinzink.de einen Vordruck für die Befestigungsdokumentation zu beschaffen. RHEINZINK bietet in dem Zusammenhang als einziger Hersteller ein aufeinander abgestimmtes Falzsystem aus den Komponenten Bedachungsprofil und passendem Befestigungshaft an, das mit herkömmlichen Befestigungsmitteln montiert wird.

 

Hier finden Sie den BAUMETALL-PDF-Download der aktuellen Windlasttabellen des ZVSHK.

Tabelle Windlasten



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