Lek 1 Grundlagen Baukonstruktion.pdf

ÜBERGEORDNETE LERNZIELE Der Kurs Baukonstruktion – Grundlagen vermittelt essenzielles Basiswissen. Die Prinzipien des architektonischen Fügens sowie Grundkenntnisse von gewöhnlichen Konstruktionen und Tragwerken werden in diesem Kurs aufgezeigt. Die Korrelation von architektonischem Entwurf und exek...

ÜBERGEORDNETE LERNZIELE Der Kurs Baukonstruktion – Grundlagen vermittelt essenzielles Basiswissen. Die Prinzipien des architektonischen Fügens sowie Grundkenntnisse von gewöhnlichen Konstruktionen und Tragwerken werden in diesem Kurs aufgezeigt. Die Korrelation von architektonischem Entwurf und exekutierender Konstruktion wird verdeutlicht und erschließt sich. Schwerpunkt dieses Kurses ist die grundsätzliche Konstruktion eines Gebäudes in seinem Aufbau: • erdberührende Bauteile: Erdbau, Gründung, Keller, Sockel, • das Tragsystem: Massiv- und Skelettkonstruktionen mit Wand- und Deckenaufbauten, tragende und trennende Bauteile sowie • Dächer: Dachaufbauten und Dacheindeckungen. Aufgrund der Komplexität und Vielfalt der Baukonstruktion kann die Lehre in diesem Kurs nur Grundlagen abbilden und damit eine Übersicht und Einführung in die Thematik geben. Die Studierenden erlernen mithilfe dieses Studienskriptes, welche grundsätzlichen Anforderungen an bautechnische und damit verbundene gestalterischen Problemstellungen bestehen. Zudem werden Prinziplösungen zu bautechnischen und gestalterischen Problemlösungen aufgezeigt. Außerdem wird erläutert, welche Zusammenhänge zwischen Entwurf und Konstruktion bestehen und welchen ästhetischen Stellenwert die Konstruktion innerhalb des Bauwerkgefüges einnimmt. 10 LEKTION 1 EINFÜHRUNG GRUNDLAGEN BAUKONSTRUKTION LERNZIELE Nach der Bearbeitung dieser Lektion werden Sie wissen, ... – – – – – – was die Baukonstruktion umfasst. wie Bauprozesse in Leistungsphasen gegliedert sind. welche Ordnungs- und Maßsysteme es im Bauwesen gibt. welche Bauzeichnungen es gibt. welche Informationen Bauzeichnungen enthalten. welche Schrauren es für Baustoe gibt. 1. EINFÜHRUNG GRUNDLAGEN BAUKONSTRUKTION Einführung Bei der Baukonstruktion werden Baustoe und Bauteile zu Bauweisen und Bauarten und schließlich zu Bauwerken zusammengefügt. Um die Funktion als Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen ausfüllen zu können, müssen in Bezug auf Sicherheit, Gesundheit und Gebrauchstauglichkeit neben bauphysikalischen und statischen Aspekten auch energetische und ökologische berücksichtigt werden. Geregelte Ordnungssysteme und einheitliche Bauzeichnungen werden verwendet, um die Grundvoraussetzungen dafür zu schaen. 1.1 Einführung und Definitionen Bauen, Handwerk und Produktion Das Handwerk ist eines der ältesten Berufe der Welt und hat sich durch die Züne sehr früh organisiert. Wo ursprünglich ohne Einsatz von Maschinen körperlich harte Arbeit angewandt werden musste und das Verarbeiten von Baustoen o als „Handwerkskunst“ galt, das jahrzehntelange Erfahrung bedingte, sind heute industrielle Fertigungsmethoden an der Tagesordnung. Die deutschlandweite, aber auch internationale Vereinbarung, sich auf einheitliche Maßsysteme und Module zu einigen (Steinmaß, Abmessungen von Baustahl und Stahlträgern), ermöglichte eine zunehmende Modularität und einen immer größeren Vorfertigungsgrad. Die Baukonstruktion umfasst insgesamt die Konstruktion von Bauwerken und damit den Konstruktionsprozess, aber auch die einzelnen Bauteile und das fertige Bauwerk. Damit beinhaltet sie: • • • • die Baustoe, die einzelnen Bauteile, das Gebäude an sich und die damit in Zusammenhang stehenden Bauweisen. Sie verbindet Teile der Fachgebiete der Baustokunde, der Bauphysik, der Baustatik und des Bauzeichnens. Das Wort Konstruktion stammt aus dem Lateinischen (constructio) und lautet wörtlich übersetzt Zusammenschichtung. Damit ist im Bauwesen allerdings nicht nur der Prozess des Zusammenbauens/Zusammenschichtens gemeint, sondern vielmehr das zusammengebaute Produkt (die Baukonstruktion), bestehend aus den einzelnen Bauteilen. 12 Außerdem beinhaltet der Prozess des Konstruierens, die Baukonstruktionslehre, natürlich auch die Planung, d. h.: • die Festlegung der Geometrien der Einzelteile wie auch des gesamten Bauwerks/der Formen (in Abhängigkeit u. a. von den Baustoeigenschaen), • die Lage der einzelnen Bauteile und • die Verbindungstechnologien. Bauprozesse: Leistungsphasen HOAI Wichtig für das Gelingen des Bauprozesses ist ein gutes Zusammenspiel der am Bau Beteiligten. Dies sind u. a.: • • • • • • • Bauherr, Entwurfsverfasser, Tragwerksplaner, Fachleute, Bauleiter, Bauunternehmung, Behörden, Banken, Industrie u. a. Um im Rahmen des Bauantrags nachzuweisen, dass das Gebäude den örtlichen Planungsvorschrien, aber auch den übergeordneten technischen Regeln des Bauens entspricht, müssen verschiedene Unterlagen erstellt werden: • Baubeschreibung, • Bauzeichnungen (Objektplanung, Tragwerksplanung, Fachplanungen), Berechnungen (Grund- und Geschossflächen, Abstandsflächen, Nutz- und Wohnflächen, umbauter Raum), • bautechnische Nachweise (statische Berechnung, Brandschutzkonzept, Schallschutznachweis, Mindestwärmeschutz nach DIN 4108, Wärmebrückennachweis, sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108, Nachweis der Ludichtheit und des Mindestluwechsels, Nachweis nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), Nachweis nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) und Energieausweise sowie Wärmeschutznachweise nach DIN V 18599), • Kostenermittlung (Kostenrahmen, Kostenschätzung, Kostenberechnung, Kostenanschlag sowie Kostenfeststellung werden mittels einer der wichtigsten Normen im Bauwesen, der DIN 276 Kosten im Bauwesen – Hochbau, gegliedert sowie berechnet, sodass Gebäude in größere Kostengruppen und kleinere Kostenelemente strukturiert sind, deren Genauigkeit mit dem Planungsfortschritt einhergehend steigt). In der HOAI werden für die Vergütung von Architekten- und Ingenieurleistungen Leistungsphasen definiert. Für die Höhe der Vergütung ist die HOAI nicht mehr rechtlich bindend. Zu beachten ist jedoch insbesondere die Unterscheidung nach Leistungsbildern, so umfasst die Tragwerksplanung nach HOAI § 51 die Phasen 1 bis 6, hingegen die Objektplanung nach HOAI § 34 / § 35 die Phasen 1 bis 9. Der gesamte Bauvorgang umfasst folgende Planungsabschnitte: Erneuerbare-EnergienGesetz EEG Das Gesetz dient der Förderung von Strom aus erneuerbaren Energien, mit dem Ziel, Klimaschutz zu verfolgen. Es wurde erstmals im Jahr 2000 in Kra gesetzt. Gebäudeenergiegesetz GEG Dieses hat das Ziel, einen sparsamen Einsatz von Energie in Gebäuden und die Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden zu fördern. 13 HOAI Honorarordnung für Architekten und Ingenieure • • • • • • • • • LP 1: Grundlagenermittlung LP 2: Vorplanung LP 3: Entwurfsplanung LP 4: Genehmigungsplanung LP 5: Ausführungsplanung LP 6: Vorbereitung der Vergabe LP 7: Mitwirkung bei der Vergabe LP 8: Objektüberwachung LP 9: Objektbetreuung In der planerischen Praxis hat sich zur Regelung aller Leistungsphasen die Trennung in zwei Verträge als übliche Lösung verbreitet. Die Leistungsphasen 1 bis 8 und die Leistungsphase 9 sind aus Gründen der Abrechnung und der Gewährleistung eigenständig. Bauwerke, Gebäude, Bauart, Baustoe Die Begrie im Bauwesen werden klar nach der Musterbauordnung bzw. nach DIN EN 1990:2010 (DIN EN 1990:2010, S. 12.) definiert: • Bauwerke sind alles, was baulich erstellt wird oder von Bauarbeiten herrührt (Dieser Begri beinhaltet sowohl Gebäude als auch Ingenieurbauwerke. Er bezieht sich auf das vollständige Bauwerk, das sowohl tragende und nichttragende Bauteile, auch für die Gründung, enthält.) • Die Bauart gibt die hauptsächlich verwendeten tragenden Baustoe an, z. B. Stahlbetonbau, Stahlbau, Holzbau, Mauerwerksbau, Verbundbau. • Das Bauverfahren ist die Art und Weise, in der das Bauwerk ausgeführt wird, z. B. Ortbetonbau, Fertigteilbau …). • Das Tragwerk ist die planmäßige Anordnung miteinander verbundener Bauteile, die so entworfen sind, dass sie ein bestimmtes Maß an Tragfähigkeit und Steifigkeit aufweisen. • Bauteile sind physisch unterscheidbare Teile des Tragwerks, z. B. eine Stütze, ein Träger, eine Deckenplatte, ein Gründungspfahl. • Das Tragsystem umfasst die tragenden Teile eines Bauwerks und die Art und Weise, in der diese Teile zusammenwirken. • Zur Bauausführung zählen die Tätigkeiten, welche für die Errichtung eines Bauwerks erforderlich sind. Nach dem Baurecht definiert die Musterbauordnung (IS-argebau.de, 2021) folgende Begrie: • Bauliche Anlagen sind mit dem Erdboden verbundene, aus Bauprodukten hergestellte Anlagen; eine Verbindung mit dem Boden besteht auch dann, wenn die Anlage durch eigene Schwere auf dem Boden ruht oder auf ortsfesten Bahnen begrenzt beweglich ist oder wenn die Anlage nach ihrem Verwendungszweck dazu bestimmt ist, überwiegend ortsfest benutzt zu werden. Bauliche Anlagen sind auch Aufschüttungen und Abgrabungen, Lagerplätze, Abstellplätze und Ausstellungsplätze, Sport- und Spielflächen, Campingplätze, Wochenendplätze und Zeltplätze, Freizeit- und Vergnügungsparks, Stellplätze für Kraahrzeuge und Abstellplätze für Fahrräder, Gerüste, Hilfseinrichtungen zur statischen Sicherung von Bauzuständen. 14 • Gebäude sind selbstständig benutzbare, überdeckte bauliche Anlagen, die von Menschen betreten werden können und geeignet oder bestimmt sind, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Sachen zu dienen. Baustoe, Bauprodukte und Bauarten Neben nationalen Vorschrien zur Anwendung von Baustoen gibt es europäische Vorgaben, wie Bauprodukte erstellt und geprü werden müssen, um sie in der Europäischen Union „in den Verkehr“ zu bringen. Wo wir problemlos Landesgrenzen z. B. nach Dänemark oder Spanien übertreten können, gilt seit 2013 gleiches für Bauprodukte, sodass Hersteller aus sämtlichen europäischen Ländern wie z. B. Italien, Portugal, Irland, oder Bulgarien ihre Bauprodukte in Deutschland verkaufen dürfen. Die Bezeichnungen der europäischen Definitionen werden über die Bauordnungen und über die Verwaltungsvorschri Technische Baubestimmungen „übersetzt“. Demnach gelten folgende Definitionen (Geschässtelle der Bauministerkonferenz, 2020): • Bauprodukte sind ◦ Produkte, Baustoe, Bauteile und Anlagen sowie Bausätze gemäß BauPVO, die hergestellt werden, um dauerha in bauliche Anlagen eingebaut zu werden, ◦ aus Produkten, Baustoen, Bauteilen sowie Bausätzen gemäß BauPVO vorgefertigte Anlagen, die hergestellt werden, um mit dem Erdboden verbunden zu werden, ◦ und deren Verwendung die öentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen gefährden kann. • Bauart ist das Zusammenfügen von Bauprodukten zu baulichen Anlagen oder Teilen von baulichen Anlagen. BauPVO Die Bauproduktenverordnung (BauPVO) regelt in Europa das Inverkehrbringen von Bauprodukten und zielt darauf ab, europaweit eine einheitliche Qualität der Bauprodukte zu ermöglichen. Nach BauPVO (Europäisches Parlament und der Rat der Europäischen Union, 2014) ist ein Bausatz ein Bauprodukt, das von einem einzigen Hersteller als Satz von mindestens zwei getrennten Komponenten, die zusammengefügt werden müssen, um ins Bauwerk eingefügt zu werden, in den Verkehr gebracht wird. Bauarten werden unterschieden in „geregelte“ Bauarten, für deren Erstellung eine technische Regel bzw. Baubestimmung (z. B. DIN 4102-4) besteht und Bauarten, die nicht geregelt sind, d. h., dass hierfür keine Normen existieren. Die Verwendbarkeit im Bauwerk muss nachgewiesen werden. In diesem Fall muss für den Einbau der Bauart eine allgemeine Bauartgenehmigung (abG), ein allgemein bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP) oder eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung (vBG) erteilt werden. Ebenso sind Bauprodukte ungeregelt oder geregelt. Sofern für den Einbau keine Norm existiert, muss ein allgemein bauaufsichtliches Prüfzeugnis (abP), eine allgemein bauaufsichtliche Zulassung (abZ) oder eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) vorliegen. Eine allgemeine Bauartgenehmigung wird vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) ausgestellt und gilt beispielsweise für Brandschutzverglasungen. Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung wird ebenfalls vom DIBt ausgestellt. Das allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnis gilt nur für nicht geregelte Bauarten, für die es allerdings anerkannte Prüfverfahren gibt, und wird von Materialprüfanstalten ausgestellt. Gleiches gilt für abP von 15 Bauprodukten. Die Zustimmung im Einzelfall sowie die vorhabenbezogene Bauartgenehmigung werden von der obersten Bauaufsichtsbehörde erteilt und gelten nur für das beurteilungsrelevante Gebäude. 1.2 Ordnungssysteme Jeder Planung und jedem Bauwerk liegt ein bestimmtes Ordnungssystem zugrunde. Dieses lässt sich ableiten aus funktionalen Anforderungen, technologischen Bedingungen, philosophischen und wissenschalichen Erkenntnissen, der Zugrundelegung der menschlichen Anatomie und Wahrnehmung, der Übertragung von Naturbeobachtungen und vielen weiteren Faktoren. Für Konstruktion und Gestalt wird omals auf wissenschaliche Beobachtungen von Naturerscheinungen und Bauprinzipien der Natur zurückgegrien. Maßsysteme Grundlage für die Abstimmung von Größenverhältnissen sind Maßsysteme, ursprünglich direkt vom menschlichen Körper abgeleitet und später „objektiviert“ durch geeichte Grundmaße. Noch heute ist im angloamerikanischen Raum das auf den Fuß bezogene Maßsystem weitverbreitet, allerdings soweit objektiviert, dass „alle Füße gleich sind“ und – wenngleich sehr aufwendig – in das metrische System umgerechnet werden kann. Ausgangsmaß für die Bestimmung zweckmäßiger Ziegelsteinmaße war ursprünglich die Spannweite der Hand. Zur Herstellung eines Mauerverbandes war es notwendig, dass die Ziegellänge immer das Doppelte der Breite plus Stoßfuge betrug. Alte Steinformate, wie z. B. das Reichsformat, das Badische Format u. Ä. berücksichtigten dies zwar, gingen jedoch nicht im Dezimalsystem auf. Oktametrisches System Das sogenannte oktametrische System beruht auf dem Grundmodul des Achtel- oder Oktameters: 12,5 cm (Achtelmeter = am). Der Begri „Modul“ bezeichnet hier die Basis eines Maßsystems und ist nicht zu verwechseln mit einem Modulstein oder einem Bauteil im modularen Bauen. 16 Das metrische System existierte in Europa seit der Etablierung des Urmeters Ende des 18. Jahrhunderts. Die Teilung des Meters in Achtel, sprich in Oktameter-Abschnitte, fand nach dem Zweiten Weltkrieg statt und vereinheitlichte das Gros der vorhandenen Steinformate. Bekannt wurde der Gedanke eines universell gültigen Maßsystems basierend auf dem Oktameter Ende der 1930er-Jahre durch Ernst Neufert. Die fortschreitende Entwicklung des Bauwesens (insbesondere des Hochbaus) machte eine Maßordnung als Grundlage für Planung und Ausführung erforderlich. Ebenso vonnöten war eine Festlegung hinsichtlich noch zulässiger Toleranzen an den Schnittstellen verschiedener Gewerke (aufgrund der unvermeidbaren produktions- und ausführungsbedingten Maßabweichungen). So bildet – als eine der ersten Normen im Hochbau – die DIN 4172 (im Juni 1955) die Grundlage zur Dimensionierung einzelner Bauteile, Bauelemente und Gebäude, mit der Zielsetzung, die Maße auf dem Bau zu vereinheitlichen und die Bauausführung zu rationalisieren (Ziegellexikon, 2018). Abbildung 1: Oktametrisches System, Ziegelsteine Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. Abbildung 2: Dezimetrisches System Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. Gemäß DIN 4172 wird zwischen Richt- und Nennmaßen unterschieden. Das Basisrichtmaß entspricht mit 12,5 cm dem achten Teil eines Meters, abgekürzt „am“, und wird fachlich als „Kopfmaß“ bezeichnet. Das Ziegelformat ist darauf abgestimmt: • Steinbreite: 11,5 cm, • Stoßfugendicke: 1,0 cm, • Kopfmaß: 11,5 cm + 1,0 cm = 12,5 cm. So erhalten alle Bauteile im Hochbau ein Raster und man spricht von „Rastermaß“, immer das Vielfache von 12,5 cm, auf welchem sämtliche Maße aufbauen. 17 „Das Baurichtmaß bildet also die theoretische Planungsgrundlage für die Baumaße aus der Praxis und ergibt sich aus dem Nennmaß des Ziegels zuzüglich Fugendicke“ (Ziegellexikon, 2018). Die jeweiligen Produktnormen für künstliche Mauersteine, beispielsweise DIN 105 Ziegel, bestimmen das Steinformat so, dass es im oktametrischen Raster liegt. Historisch betrachtet ist jedoch die universell gültige Maßordnung ein Ergebnis der langen Bautradition mit Mauersteinen. Die Höhe einer Mauerschicht ergibt sich aus der Ziegelhöhe und der Lagerfugendicke, die zusammen dem Baurichtmaß entsprechen müssen. Dabei bezeichnet NF das Normalformat und DF das Dünnformat. Abbildung 3: Erforderliche Anzahl der Schichten verschiedener Ziegelformate für die Mauerwerkshöhe von 1,00 m Quelle: Ziegel Zentrum Süd e. V., 2018, S. 84. 18 Eine nur begrenzte Übereinstimmung mit der herkömmlichen Maßordnung im Bauwesen nach DIN 4172 zeigt sich bei einer neueren, international abgestimmten Modulordnung auf dezimetrischer Basis. Das dezimetrische System, eingeführt im Zuge der Französischen Revolution, bildet heute weltweit eine Grundlage für Maßkoordination, Maßordnungen, Modulordnungen etc. Auch hierbei bilden Modulordnungen auf der Grundlage eines einheitlichen Maßsystems die Basis für die maßliche Abstimmung von vorgefertigten Bauelementen. Die Anwendung erfolgt insbesondere dann, wenn keine handwerklichen Bauweisen (Maurerarbeiten etc.) geplant sind. Ihre Ordnungsprinzipien sind in der DIN 18000 „Modulordnung im Bauwesen“ definiert. Vom Grundmodul „M“, mit der Größe 100 mm ausgehend, sollen im Bauwesen die Multimodule 3 M = 300 mm, 6 M = 600 mm und 12 M = 1.200 mm als Vorzugsmaße bei der Planung für den Rohbau angewendet werden, als Richtmaße im achs- oder grenzbezogenen Raster. Mit Rücksicht auf Technik und Wirtschalichkeit der Produktion sowie die Handhabung bei der Verlegung sind für die Abmessungen von Mauersteinen ergänzend auch Richtmaße auf submodularer, d. h. nochmals unterteilter Grundlage erforderlich. Raster Bauteile müssen einer genauen Position im Gebäude zugeordnet werden können; dies geschieht, indem durch ein Raster eine Unterteilung ermöglicht wird. Die Lage der Bauteile kann im dreidimensionalen Raumraster oder im zweidimensionalen Flächenraster bestimmt werden. Das Raster besteht aus Referenzebenen, -achsen und/oder -punkten, die in Bezug zu der Bauteilposition gewählt werden. Der Abstand der aufeinanderfolgenden Ebenen, Geraden oder Punkte im Raster ergeben das Grundmodul oder ein Vielfaches des Grundmoduls. Folgende Rasterarten werden im Bauwesen angewendet: • • • • • Planungsraster (Raster für den Gesamtentwurf), Nutzungsraster (nutzungsorientierte Ordnung), Konstruktionsraster (Lage der tragenden Bauteile), Ausbauraster (Lage der Bauteile des Ausbaus), Installationsraster (Anordnung der Installation). Folgende Raster sind möglich: • Achsraster/Linienraster: Ein einfaches Liniensystem als Netzwerk aus sich kreuzenden Haupt- und/oder Nebenachsen des Gebäudes im Grundriss. Es wird o ab Leistungsphase 2, der Phase Vorplanung, wo noch keine Bauteilabmessungen festgelegt sind, verwendet. In der Skelettbauweise wird es o in Entwurfs- und Ausführungsplanung angewendet, um die Position des Tragsystems (Stützenmittelpunkt oder Balkenmittellinie) festzulegen. 19 • Bandraster: Das Raster besteht aus sich kreuzenden Doppellinien innerhalb des Gebäudes, die als Achsen fungieren, in denen Bauteildicken enthalten sind. Der Vorteil ist, dass eine flexible Raumaueilung möglich ist, die eine einfache Positionsvariation der Wände erlaubt. Daneben gibt es versetzte Raster, in denen die Achsen rhythmisch verteilt sind. Bei nur einem Rastersystem ergibt sich das Problem der Überlagerung von Primär- und Sekundärsystemen. Es entstehen unterschiedlich große Fassadenfelder (Eckkonflikt) oder Konstruktionsfelder im Innenausbau sowie Probleme bei der Führung von Leitungen (Träger- und Stützensystem kreuzt sich mit Rohrführungen). BIM BIM ist heute ein stehender Begri in der Bauplanung und eine Arbeitsmethode, die zwei Ziele hat. Zum einen das Etablieren eines ganzheitlichen Prozesses zur Gebäudeerstellung, zum anderen die Verwaltung der Informationen für ein Bauobjekt – beide sind multidisziplinär, sharing- und computerbasiert. Jedes Gewerk folgt seinem Raster. So folgt die Statik beispielsweise einem eindeutigen System, daneben liegen Leitungstrassen für Lüung, ein Raster wiederum enthält Elektround Wasserleitungen usw. Damit sind klare Regeln für die Planung komplexer Bauten formuliert. Jeder Fachplaner kennt seinen Planungsraum, in dem er seine Gewerke organisiert. In der Digitalisierung (CAD) wird die Methode des Building Information Modeling (BIM) genutzt, welches auf dieser analogen Methodik basiert. Ziel ist die vereinfachte Abstimmung der Gewerke untereinander und somit die Vermeidung von Kollisionen. Durch die Verwendung mehrerer Raster in Kombination und/oder deren Überlagerungen lassen sich komplexe Gebäudeausstattungen gut aufeinander abstimmen, sodass die Ausbaugewerke relativ unabhängig voneinander errichtet werden können. Auch nachträgliche Installationen können relativ einfach durchgeführt werden. Toleranzen Um ein Bauwerk sicher entsprechend der Planung ausführen zu können, sind geplante Mindermaße von Bauteilen einkalkuliert, um Ungenauigkeiten oder Verformungen durch den Bauablauf auf der Baustelle auszugleichen. Dabei ist von Bedeutung, welches Gewerk vorhanden ist: Im Stahlbau sind millimetergenaue Bauausführungen möglich, ebenso im Holzbau, während im Mauerwerksbau und Stahlbetonbau durch Betonierprozesse und einer Vielzahl an Bauteilfugen mehr Toleranzen notwendig sind. Toleranzen sind dabei zulässige Abweichungen vom Nennmaß, das geplant ist. Die Maßtoleranz kann obere und untere Grenzwerte einnehmen (positives und negatives Grenzmaß), sodass ein oberes und unteres Grenzmaß entsteht. 20 Abbildung 4: Toleranzen Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023 in Anlehnung an Moro, 2019, S. 86. Baupraktikable zulässige Grenzabweichungen sind nach DIN 18202 genau definiert, auf dieser Grundlage können Abweichungen bei Bauteilabmessungen oder Önungen beurteilt werden. 21 Abbildung 5: Grenzabweichungen nach DIN 18202 - Maße Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. 1.3 Bauzeichnungen Bauzeichnungen werden i. d. R auf Blättern der Größe A0 bis A2 erstellt, d. h., sie können 16-mal so groß wie konventionelle A4-Blätter werden. 22 Abbildung 6: Blattgrößen Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. Schrauren Um in Plänen und Detailzeichnungen schnell erkennen zu können, welche Baustoe verwendet werden sollen, sind einheitliche Schrauren notwendig. In Deutschland werden diese nach folgender Abbildung genutzt: 23 Abbildung 7: Schrauren Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023 in Anlehnung an Vismann, 2018, S. 1491f. Ebenso muss in Grundrissplänen von Bestands- oder Umbauten klar sein, wo neue Bereiche und neue Bauteile entstehen und wo Bestehendes entfernt werden soll. Dazu gibt folgende Abbildung einen Überblick: 24 Abbildung 8: Darstellung von Abriss und Wiederaufbau nach DIN ISO 7518 Quelle: Vismann, 2018, S. 1493. Maßzahlen geben nicht nur die Breite von Bauteilen und Önungen an, sondern auch die Höhe. Wesentlich sind dazu die Höhenangaben im Verhältnis zur äußeren Geländeoberfläche. 25 Abbildung 9: Vermaßunsg: Schrifgrößen, Linienbreiten, Höhenkote Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. Eine Höhenkote ist die Höhenangabe eines Punktes in einem einheitlichen Zählsystem und bezogen auf Normalnull (NN) oder die Bezugsebene eines Bauwerkes. Bei einem Neubauprojekt ist üblicherweise die herzustellende Geländeoberfläche gleich Normalnull, sodass von ±00,00 Metern Geländeoberkante (GOK) gemessen beispielsweise der Rohfußboden im Keller mit seiner Oberkante (OK RFB) auf –3,30 Metern liegt und auch der Fertigfußboden im Kellergeschoss auf den gleichen Höhenpunkt Bezug nimmt. Nach Einbau von Trittschall, Estrich und Bodenbelag wird der Fertigfußnoten somit bei –3,10 Metern (OK FFB) sein. Bei Bemaßungen werden Maßzahlen über die Maßlinie oder von rechts an die Maßlinie gezeichnet. Höhenmaße (lichte Fensterönungshöhe, Türhöhe …) werden in Grundrisszeichnungen unter die Maßlinie gesetzt. Die Maßlinienbegrenzung ist wahlweise ein Punkt, eine Diagonale oder ein Pfeil. In der Praxis hat sich aufgrund der guten Lesbarkeit die Diagonale durchgesetzt. Bei Platzmangel können die Maßzahlen nach rechts oder nach links herausgetragen werden. Sie sind so anzuordnen, dass sie von unten oder von rechts lesbar sind, wenn die Zeichnung in Leserichtung betrachtet wird (diese herausgetragenen Maßzahlen stehen in einer Reihe mit den anderen [herausgetragenen Maßzahlen oder den Maßzahlen], soweit möglich, oberhalb der Maßlinie). In DIN EN ISO 129-1 und DIN 1356-1 sind Bemaßungsregeln vorgegeben. Die DIN-406Reihe wurde abgelöst und durch die DIN EN ISO 129-1 ersetzt. 26 Abbildung 10: Bemaßungen Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023. Es bestehen verschiedene Arten der Bauzeichnungen: Für die Objektplanung sind folgende Zeichnungsarten anzufertigen, deren Maßstab i. d. R. festgelegt ist: • • • • • Vorentwurfszeichnungen M 1:500 und M 1:200, Entwurfszeichnungen M 1:100 und M 1:200, Bauvorlagezeichnungen M 1:100 und M 1:200, Ausführungszeichnungen M 1:50 bis M 1:1, Abrechnungszeichnungen. 27 Abbildung 11: Arten der Bauzeichnungen Quelle: erstellt im Aurag der IU, 2023 in Anlehnung an Vismann, 2018, S. 1501. Für die Tragwerksplanung müssen folgende Planunterlagen erstellt werden: • • • • • Positionspläne, Schalpläne, Rohbauzeichnungen, Bewehrungspläne, Fertigteilzeichnungen. In Positionsplänen erhält jedes Bauteil eine Nummer, die einer statischen „Position“ zugeordnet ist und innerhalb der statischen Berechnung bemessen wird. 28