Ausgabe 2/2007


03/01/07

Die Verankerung von Aufzugsführungsschienen in Mauerwerksschächten

Ernst-August Siekhans, Jens Hendrysiak

Der Anteil der zur Modernisierung bzw. Sanierung anstehenden Aufzugsanlagen wächst ständig. Eine der wichtigsten Herausforderungen im Zuge der Sanierung ist die nachträgliche Befestigung vorhandener oder neuer Führungsschienen in Mauerwerksschächten. Der vorliegende Artikel soll einen Überblick über die theoretischen Grundlagen geben, die es hierbei zu berücksichtigen gilt, und zeigt einen Lösungsansatz auf, den der VdTÜV zusammen mit Vertretern der Aufzugs- und Dübelindustrie erarbeitet hat.
Kategorie: Fachaufsaetze Ausgabe 2/2007
Erstellt von: Editor

Aufzug-Modernisierung

In Deutschland umfasst der geschätzte Gesamtbestand an Aufzugsanlagen mit Personenbeförderung ca. 630 000 Anlagen. Etwa die Hälfte davon sind älter als 30 Jahre. Eine Modernisierung bzw. Sanierung dieser Anlagen wird in der Zukunft erforderlich sein. Das dahinterstehende Auftragsvolumen wird auf ca. 500 Mio. € pro Jahr geschätzt. Nach augenblicklicher Vorschriftenlage existiert für die bestehenden Aufzugsanlagen keine Modernisierungspflicht. Dennoch sind die Betreiber dieser Anlagen auf Basis der folgenden Regelungen angehalten, die Komplettanlage oder deren Systemkomponenten auf den Stand der Technik zu bringen:
1. Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung
Der Betreiber muss sicherstellen, dass der Aufzug nach dem Stand der Technik betrieben wird (Betreiberverantwortung, § 12 BetrSichV). Der Betrieb umfasst u. a. Instandsetzungs-, Wartungs- und Umbaumaßnahmen, die unverzüglich vorgenommen werden müssen. Bei Änderungen oder wesentlichen Veränderungen muss der Stand der Technik für die geänderten Anlagenteile eingehalten werden.
Vom zuständigen Unterausschuss UA 6 „Aufzugsanlagen“ des Ausschusses für Betriebssicherheit (ABS) ist eine Technische Regel für Betriebssicherheit, TRBS 1121 „Änderungen und wesentliche Veränderungen von Aufzugsanlagen“, erarbeitet worden. In der Sitzung des ABS am 27. 10. 2006 ist die TRBS 1121 verabschiedet worden. Die Veröffentlichung wird in Kürze erfolgen.
In der TRBS 1121 ist festgelegt, welche Maßnahmen zum Erreichen des Standes der Technik erforderlich sind, wenn an einer Aufzugsanlage Änderungen/wesentliche Veränderungen durchgeführt werden.
2. Umbaukatalog
Seit ca. 5 Jahren existiert in Deutschland der vom DafA erarbeitete Umbaukatalog für Aufzüge, der im Bundesarbeitsblatt veröffentlicht wurde. Der Umbaukatalog ist ein Leitfaden zur Anpassung bestehender Aufzugsanlagen an den Stand der Technik im Rahmen von Umbauten.
3. EN 81-80
Die EN 81-80 definiert Maßnahmen an bestehenden Aufzugsanlagen zur Anpassung an den Stand der Technik (EN 81: Sicherheitsregeln für die Konstruktion und den Einbau von Aufzügen – Bestehende Aufzüge, Teil 80: Regeln für die Erhöhung der Sicherheit bestehender Personenund Lastenaufzüge; Deutsche Fassung EN 81-80:2003). Das Ziel ist, für bestehende Anlagen das Sicherheitsniveau der EN 81-Reihe zu erreichen. Sie gilt sowohl für elektrisch als auch hydraulisch betriebene Aufzüge. Für die einzelne Aufzugsanlage kann mit den Regelungen der EN 81-80 ein Sanierungs- und Zeitplan erstellt werden.
Grundlage für eine technisch einwandfreie und wirtschaftliche Modernisierung jeder einzelnen Aufzugsanlage ist ein Soll-Ist-Vergleich auf Basis der TRBS 1111 „Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung“ in Verbindung mit der EN 81-80. Die Erstellung der Gefährdungsbeurteilung hat durch den Betreiber selbst oder einem von ihm beauftragten Dritten (z.B. die Technischen Überwachungs-Vereine) zu erfolgen.
    
Neues VdTÜV-Merkblatt
In der Vergangenheit hat es, vor allem im Zuge der Modernisierung von Aufzugsanlagen, immer wieder Diskussionen mit Montagebetrieben und Betreibern über die Befestigungen von Aufzugsführungsschienen gegeben. Insbesondere bei Aufzugsanlagen, die als Ersatz für eine alte Anlage in bestehenden Fahrschächten eingebaut werden sollten. Vielfach passten die Befestigungspunkte der alten Anlage nicht mehr zu der neuen Anlage, da die neu zu montierenden Führungsschienen eine andere Knicklänge hatten oder, aus den Abmessungen der neuen Anlage resultierend, die Führungsschienenebene nicht mehr mit der ursprünglichen alten Anlage übereinstimmte. Häufig wurden zur Befestigung der Führungsschienen dann aufwändige Konstruktionen im Fahrschacht erstellt oder Befestigungen im „Durchsteckverfahren“ ausgeführt (Durchbohren der Fahrschachtwand mit Verwendung von Gewindestangen und beidseitiger Mutter).
Der Erfahrungsaustauschkreis „Aufzugstechnik“ der VdTÜV Leitstelle Fördertechnik hat mit Vertretern der Aufzugs- und der Dübelindustrie das Problem der Befestigungen diskutiert. Außerdem wurden Belastungs- und Auszugsversuche an unterschiedlichen Befestigungen und Dübeln in unterschiedlichen Mauerwerken durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse zeigten, dass Injektionsdübel zur Befestigung von Führungsschienen geeignet sind, wenn die Einhaltung der Montagevorgaben der Dübelhersteller gewährleistet ist.
Für den Einsatz von Injektionsdübeln zur Befestigung von Führungsschienen sind definierte Kriterien erforderlich. Diese Kriterien sind im „VdTÜV-Merkblatt zur Befestigung von Aufzugsschienen in Mauerwerksschächten“ Aufzüge 104, 08.2006 veröffentlicht worden.
Das Merkblatt kann über die Homepage des VdTÜV (http://www.vdtuev.de/publikationen) bestellt werden.
    
Befestigung von Aufzugsführungsschienen
Die Verankerungsmittel für die Befestigung von Aufzugsführungsschienen am bestehenden Aufzugsschacht unterliegen den Regelungen des Baurechts und sind nicht Bestandteil der geltenden Regelungen bzw. Richtlinien für Aufzugsanlagen. Aus diesem Grund obliegt die Wahl der geeigneten Befestigungsmittel dem Errichter der Anlagen, unter Berücksichtigung der geltenden baurechtlichen Vorschriften (Musterbauordnung, Länderbauordnungen, Bauregellisten, Allgemeine bauaufsichtliche oder europäische technische Zulassungen). Für Verankerungen in Beton, insbesondere bei Neu anlagen, hat sich in den letzten Jahrzehnten, jedoch fast ausschließlich in Deutschland, der Anschluss an den Schacht mittels Ankerschienen etabliert.
Lediglich bei falsch sitzenden Ankerschienen oder bei der Befestigung der Antriebseinheiten wurde bisher in Deutschland auf Dübelsysteme mit entsprechender Zulassung zurückgegriffen.
Anders stellt sich der Sachverhalt bei Verankerungen in bestehenden Mauerwerksschächten dar. Diese Schächte bestehen zum Großteil aus älterem Mauerwerk, das oft nicht weiter spezifiziert werden kann. Da baurechtlich aber nur Verankerungen in klar definierten Untergründen zugelassen sind (z. B. Mauerwerksziegel nach DIN 105-1)*), stehen die Errichter von Aufzugsanlagen vor dem Problem, ein geeignetes Befestigungsmittel, welches auch dem Baurecht genügt, zu finden. Dies ist zumindest immer dann der Fall, wenn die vorhandenen Verankerungen der Führungsschienen nicht mehr verwendet werden können.
    
Baurechtliche Aspekte
Die Befestigungsmittel für Aufzugsführungsschienen sind weder in den geltenden Aufzugsnormen und –richtlinien geregelt, noch Bestandteil der Baumusterprüfungen der Aufzugshersteller. Metalldübel zur Verankerung in Beton sind in die Bauregelliste B Teil 1 (Bauprodukte im Geltungsbereich harmonisierter Normen nach der Bauproduktenrichtlinie), auf Basis der Zulassungsleitlinie ETAG 0001 (Teile 1-5), aufgenommen. Metalldübel zur Verankerung in Mauerwerk sind aufgrund einer noch fehlenden Zulassungsleitlinie nicht in die Bauregellisten aufgenommen und gelten folglich im Sinne der Landesbauordnungen als nicht geregelte Bauprodukte. Nicht geregelte Bauprodukte bedürfen für den Nachweis der Verwendung einer allgemeinen bauaufsichtlichen bzw. europäischen technischen Zulassung oder einer Zustimmung im Einzelfall (ZIE). Die ZIE ist für jedes einzelne Bauvorhaben gesondert zu beantragen. Zwar existieren für verschiedene Dübelsysteme in Mauerwerk vorgenannte Zulassungsbescheide. Diese begrenzen den Einsatzbereich jedoch, wie bereits erwähnt, auf spezifizierte Untergründe, die in der Praxis, vor allem bei der Sanierung, kaum anzutreffen sind.
Folglich musste für den Errichter von Aufzugsanlagen, neben der aufwändigen ZIE, eine Dübellösung in Mauerwerk gefunden werden, die technisch sicher ist und sich möglichst nah an zugelassene Systeme anlehnt. Diese Lösung ist in o.g. Arbeitskreis erarbeitet und im VdTÜVMerkblatt Aufzüge 104-08.2006 hinterlegt worden.
Dübel in Mauerwerk
Neben Dübelsystemen, die speziell für die mechanische Befestigung von Dämmstoffen von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) zugelassen sind, gibt es auf dem deutschen Markt nur zwei Dübelsysteme, die eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung in Mauerwerk besitzen: Injektionsdübel und Kunststoff-Rahmendübel.
Die Verwendung von Kunststoff-Rahmendübeln ist laut Zulassung auf die Befestigung von Fassadenunterkonstruktionen (Lattungen, Profi le) eingeschränkt. Injektionssysteme hingegen sind auf keine bestimmten Anwendungen beschränkt. Während der Kunststoff-Rahmendübel einen relativ guten Mauerwerkstein benötigt, um einwandfrei funktionieren und die maximal empfohlenen/ zugelassenen Lasten aufnehmen zu können (spreizender Dübel), kann ein Injektionsdübel in nahezu jedem beliebigen Mauerwerk eingesetzt werden. Die maximale Tragfähigkeit eines Dübels wird dabei in der Regel nur durch das Mauerwerk selbst bestimmt. Das typische Schadensbild beim Versagen eines Injektionsdübels ist der Ausbruch des Steines, in dem verankert wurde. Bei höherfesten Mauerwerkssteinen kann es auch zum Herausziehen eines einzelnen Steines aus dem Mauerwerksverband kommen.
Entgegen der weitverbreiteten Meinung, dass es sich bei Injektionsdübeln um „Klebeanker“ handelt, erhalten diese Dübel tatsächlich ihre hohe Tragfähigkeit in erster Linie durch Formschluss und Hinterschnitt. Das bedeutet, das der Injektionsmörtel in die feinen Hohlstellen und Verästelungen der rauen Bohrlochwandung eines Vollsteines eindringt und sich hier verzahnt. In Lochsteinen wird durch die Siebhülse sichergestellt, dass der Mörtel nicht in die Hohlstellen abfließt und dass sich in den Hohlkammern Pfropfen bilden. Der tatsächliche Klebeanteil an der Tragfähigkeit eines Injektionsdübels in Mauerwerk ist gering.
Injektionsdübel stellen aufgrund ihrer Wirkungsweise folglich das bestmögliche Verankerungsmittel in Mauerwerk dar, vorausgesetzt, alle Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt.
Sonderlösung im Aufzugsbau
Im Arbeitskreis für das VdTÜV-Merkblatt hatte man sich sehr schnell auf Injektionsdübel als Befestigungsmittel für Aufzugsführungsschienen in Mauerwerk geeinigt. Die technischen Vorteile sind offensichtlich. Als Basis für die Bestimmung des erforderlichen Lastspektrums dienten Angaben der Aufzugshersteller (Last pro Befestigungspunkt). Diese wurden abgeglichen mit Lasten, die sich aus Dübelbelastungsversuchen der Vertreter der Dübelhersteller ergaben. Hier liegen langjährige Erfahrungen mit der Verankerung von Injektionsdübeln in Mauerwerk vor. Zusätzlich wurden mit Vertretern des Erfahrungsaustauschkreises Aufzugstechnik des VdTÜV vor Ort Versuchsreihen gefahren, die die Tragfähigkeit von Injektionsdübeln verdeutlichten.
Auf Basis der zahlreichen Versuche und unter dem Aspekt, dass mit der Verankerung von Aufzugsführungsschienen mit Dübeln in Mauerwerk noch keine großen Erfahrungen vorliegen, einigte man sich auf eine praktikable, technische Lösung mit folgenden Merkmalen:
  • Die abzutragenden Lasten pro Befestigungspunkt sind bekannt (Angaben der Aufzughersteller).
  • Das Mauerwerk ist trocken, mind. 24 cm stark (Kreuz- oder Blockverband).
  • Es sind vor Ort Probe-Belastungsversuche durchzuführen.
  • Für die Probebelastungen ist ein Gerät mit weiter Abstützung zu verwenden, damit auch ein Einzelstein gegen Herausziehen aus dem Verband geprüft werden kann.
  • Der Sicherheitsfaktor ν = 5,0.
  • Es dürfen nur zugelassene, vom VdTÜV auf der Grundlage des VdTÜV-Merkblattes Aufzüge 104 zertifizierte, Injektionsdübel verwendet werden.
  • Das VdTÜV-Zertifi kat schreibt das Dübelsystem, sowie das erforderliche Equipment für die Probebelastungen vor.
  • Es ist grundsätzlich eine Siebhülse zu verwenden, da Lochanteile im Mauerwerksstein nie ausgeschlossen werden können.
  • Die Mindesteinbindetiefe des Dübels beträgt 15 cm, damit ggf. die zweite Steinreihe mit zur Lastabtragung herangezogen werden kann.
  • Der Montagebetrieb ist für die korrekte Durchführung der Befestigungen verantwortlich (Schulung der Mitarbeiter, Montageanweisungen, erforderliches Equipment, Dübelprotokolle).
Die Probebelastungen können unter bestimmten Voraussetzungen entfallen. Näheres ist dem VdTÜV-Merkblatt Aufzüge 104 zu entnehmen.
Erforderliches Equipment
Das für die Verwendung nach VdTÜV-Merkblatt Aufzüge 104 erforderliche Dübelsystem muss vom VdTÜV zertifiziert sein und umfasst beispielhaft folgende Komponenten:
Wichtige Grundregeln
Für den ausführenden Montagebetrieb gilt es, im Umgang mit dem Merkblatt, sowie mit Injektionsdübeln einige Grundregeln zu beachten, damit die korrekte Montage der Dübel sichergestellt ist und der abschließenden Abnahme der Anlage nichts im Wege steht.
  1. Die Montagevorschriften des jeweiligen Dübelherstellers sind genau zu beachten. Es empfiehlt sich, sich bereits vor Montagebeginn mit dem System vertraut zu machen. Dies ist umso wichtiger, als die Montage nach VdTÜV-Merkblatt Aufzüge 104 von der Montage nach der jeweiligen Dübelzulassung abweichen kann (Setztiefe, Länge der Siebhülse, Ankerstangentyp). Bei Injektionsdübeln ist vor allem die vorschriftsmäßige Reinigung des Bohrloches (Bohrmehl) von Bedeutung.
  2. Es dürfen nur die im Zertifikat verwendeten Dübel und Gerätschaften verwendet werden.
  3. Die Dokumentation zur Montage muss lückenlos sein (Zustand des Mauerwerks, Probebelastungen inkl. Auswertung, Dübelprotokolle, verwendetes Dübelsystem mit Zulassung und Zertifikat).
Zusammenfassung
Mit dem vorliegenden VdTÜV-Merkblatt Aufzüge 104, 08.2006 steht dem Anwender ein fachlich fundierter Leitfaden für die Befestigung von Führungsschienen mittig geführter und mittig aufgehängter Fahrkörbe an Mauerwerksschächten zur Verfügung, der bei Einhaltung der enthaltenen Festlegungen eine praktikable Lösung darstellt. Bei der Viel zahl an unterschiedlichen Mauerwerken, aus denen Aufzugsschächte bestehen können, stellt die Injektionstechnik die sicherste Dübelvariante dar. In Verbindung mit Belastungsversuchen, die direkt vor Ort am Objekt ausgeführt werden, wird die maximale Last pro Befestigungspunkt im vorliegenden Untergrund definiert. Mit der anschließenden Dokumentation wird die ordnungsgemäße Befestigung der Führungsschienen bestätigt und die Abnahme der Anlage sichergestellt.
Eine Weiterentwicklung des Merkblattes wird in der Zukunft bei Vorliegen neuer Erkenntnisse oder neuer Anwendungen erfolgen. Hierzu sind Anregungen und Hinweise jederzeit willkommen. Außerdem ist die Mitarbeit aller beteiligten Kreise erwünscht.
2/2007

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