Dach einer eingebrochenen Lagerhalle in Inzell
Die riesigen Schneemengen im Süden von Bayern und in Österreich sind eine Belastung. Nicht nur für die Menschen, die in teilweise abgeschnittenen Dörfern wie im Berchtesgadener Land ausharren müssen. Auch für die Dächer der Häuser. So stürzte in Inzell in Bayern das Dach einer Lagerhalle ein. Und in Weidenberg brach ein Kuhstall auf einer Länge von über 20 Metern ein.
Die aufgetürmten Schneemengen bereiten den Behörden schon seit Tagen Sorgen. Bayerns Ministerpräsident Markus Söder hatte bereits am Samstag betont: "Die größte Herausforderung der nächsten Tage wird die Dächerlast sein."
Angeseilt arbeiten Bundeswehrsoldaten, Bundespolizisten oder Mitarbeiter des Technischen Hilfswerks auf den Dächern und befreien sie vom Schnee. Nach Angaben des Landkreises Berchtesgadener Land räumten mehr als 1800 Einsatzkräfte bis Montag knapp 500 Dächer. Gebäude wie Kindergärten und Turnhallen, die wichtige Funktionen für die öffentliche Infastruktur haben, sowie solche Objekte, in denen Menschen oder Tiere in Gefahr waren, haben dabei Vorrang.
Tatsächlich stürzen immer wieder Gebäude unter Schneelast ein. Erst im vergangenen Jahr gab das Dach einer Sporthalle in Tschechien nach. Und auch der Einsturz der Eishalle von Bad Reichenhall im Jahr 2006 wurde durch Schnee ausgelöst. Wie gefährlich ist die weiße Pracht für Dachkonstruktionen?
Bei der statischen Planung von Gebäuden berücksichtigen Ingenieure unterschiedliche Schneelasten, die ein Dach aushalten muss. Dafür gibt es Normwerte in den regional gültigen Bauvorschriften, die bei den Berechnungen eingehalten werden müssen.
Die Werte sind aber nicht überall gleich, sie hängen vom geografischen Standort eines Gebäudes und von der Geländehöhe ab. Grundsätzlich muss ein Dach in einer Region, in der statistisch viel Schnee fällt, mehr aushalten als eines in einer Region, in der es kaum schneit.
Deutschland ist in fünf unterschiedliche Schneelastzonen eingeteilt, sie sind auf der Grundlage von lokalen Messwerten entstanden. Zur höchsten Zone 3 gehören etwa die Alpen, der Bayerische Wald, der Thüringer Wald, das Erzgebirge oder der Harz - also Regionen, in denen viel Schnee fallen kann.
Die niedrigste Zone umfasst das Mittelrheintal oder die Niederrheinische Tiefebene. Ein Dach in Bad Reichenhall muss eine Last von 232 Kilogramm je Quadratmeter aushalten, eines in Nürnberg nur etwa 65 Kilogramm, schreibt der Baugutachter Klaus Schweikl. Für sehr extreme Ereignisse, wie sie statistisch nur selten auftreten, sind die Dächer aber grundsätzlich nicht ausgelegt.
Wie viel Schnee auf einem Dach liegen darf, lässt sich selbst dann nicht pauschal sagen. Zunächst spielt die Dachform eine Rolle. Auch Mauern oder Giebel können einen Einfluss haben. Denn dort kann sich Schnee sammeln, den der Wind dort hingeblasen hat - Experten sprechen von Schneesackbildung. Deshalb ist ein Bauherr schon in der Planungsphase in der Verantwortung, wenn sein neues Gebäude an ein altes angrenzen wird und sich auf dem Nachbardach deshalb die Windverhältnisse verändern - das gilt es zu prüfen.
Bauwerke: Der perfekte Brückenbogen
Kompliziert wird die Einschätzung der Schnellast auf einem Dach aber noch aus einem anderen Grund. Denn Schnee ist nicht gleich Schnee. Lockerer Pulverschnee ist deutlich leichter als nasser Schnee - solche Unterschiede entstehen bereits durch die verschiedenen Witterungsbedingungen in der Atmosphäre zum Zeitpunkt des Schneefalls. Grundsätzlich ist der Schnee schwerer, je höher der Wasseranteil ist.
So ergeben sich sehr unterschiedliche Gewichtsangaben für Schnee. Neuschnee wiegt etwa hundert Kilogramm je Kubikmeter. Mit nassem Altschnee werden etwa 500 Kilogramm erreicht. Und Eis liegt bei etwa 900 Kilogramm pro Kubikmeter.
Das Dach der Straßenmeister im bayrischen Wolfratshausen beispielsweise, die Markus Söder kürzlich besuchte, war zum Zeitpunkt seines Besuchs mit bis zu 90 Kilogramm pro Quadratmeter Schnee belastet. Ausgelegt ist es bis zu 115 Kilo pro Quadratmeter. Deshalb wurde hier vorsorglich der Schnee vom Dach geschüppt.
Natürlich wird eine Schneedecke nicht schwerer, wenn sie einige Zeit liegt und sich gesetzt hat, sie verringert dann nur ihr Volumen. Doch droht Tauwetter mit Regen, saugt sich die Schneedecke wie ein Schwamm mit Wasser voll. Dann ändert sich auch das Gewicht.
Denn gerade bei längerer Liegezeit bildet Schnee selten eine homogene Masse sondern besteht meist aus unterschiedlichen Schichten, die alle unterschiedliches Gewicht haben. Klarheit bringt deshalb nur eine Messung, bei der mit einem Rohr eine Art Bohrkern der gesamten Schneeschicht genommen wird. Anschließend geben Schneedichte, Vereisungsgrad und Wassergehalt dann Aufschluss über die einzelnen Schichten und ihr Gewicht.
Grundsätzlich ist übrigens der Eigentümer eines Bauwerks dafür verantwortlich, die Gefahr durch eine Schneelast zu prüfen. Anleitungen zur Abschätzung der Schneedecke auf einem Dach gibt unter anderen das bayrische Landesamt für Umwelt . Doch auch das Technische Hilfswerk verfügt über Schneelastmesstrupps, die von Einsatzkräften im Ernstfall angefordert werden können. In schwierigen Fällen sollte der Hausbesitzer lieber Fachkräfte für die Räumung eines Dachs beauftragen und nicht selbst dort oben herumklettern.
Sensoren in Brücken: Schlaue Technik, schlaue Brücke
Eine Katastrophe wie beim Einsturz der Eishalle von Bad Reichenhall im schneereichen Winter 2005/2006 kann zwar nicht ausgeschlossen werden, droht aller Voraussicht nach derzeit nicht. Denn nach dem Extremwinter und dem Einsturz, an dem maßgeblich die Verwendung eines falschen Leims schuld war, hat sich die Prognose von gefährlichen Schneeereignissen verbessert. So können Experten schon früher als bisher reagieren und lokal besser Entlastungsmaßnahmen planen.
Auch mit der Überprüfung von älteren Bauwerken wurde damals begonnen. Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung erließ als Konsequenz des Unglücks schon wenige Wochen später eine Richtlinie, die eine präventive, jährliche Zustandsprüfung von Bauwerken vorschreibt, um Risiken rechtzeitig zu erkennen. Solche Prüfungen werden bei Brücken schon lange regelmäßig durchgeführt.
Platzt irgendwo der Beton ab oder dringt Feuchtigkeit ein, die langfristig zum Problem werden kann, soll eine RÜV-Untersuchung (Richtlinie zur Überwachung der Verkehrssicherheit von baulichen Anlagen des Bundes) das rechtzeitig erkennen und dokumentieren. Allerdings gilt diese Richtlinie verpflichtend nur für Gebäude des Bundes. Zwar wenden sie inzwischen auch einige Kommunen an. Doch längst nicht genug, kritisieren einige Bausachverständige. Besitzer von privaten Fabrikhallen nutzen das Verfahren nicht zwingend, um den Erhaltungszustand ihres Bauwerkes zu klären. Das Dach der Lagerhalle in Inzell wird also sicher nicht das letzte sein, das eingebrochen ist.
Zusammengefasst: Die Schneelast bedroht derzeit viele Dächer in Bayern und Österreich. Zwar sind die Konstruktionen je nach Region auf unterschiedliche Schneelasten ausgelegt. Aber das tatsächliche Gewicht ist oft schwer zu ermitteln - denn Schnee besteht meist aus unterschiedlich schweren Schichten, die nur Experten einschätzen können.
Dach einer eingebrochenen Lagerhalle in Inzell
Gateway Arch in St. Louis: Das Jefferson National Expansion Memorial hat die Form einer umgekehrten Kettenlinie. Diese ist für Bogen optimal, deren Eigenmasse deutlich größer ist als die Decklast der Brücke.
Casa Milà in Barcelona: Auch der Architekt Antoni Gaudí nutzte das Design der umgekehrten Kettenlinie.
Das Konzept geht zurück auf den englischen Universalgelehrten Robert Hooke. Er experimentierte mit einer hängenden Kette, um die Idealform für einen gemauerten Bogen zu finden.
Brücke in Venedig: Der Brückenbogen ist ein Statik-Klassiker, man findet ihn weltweit.
Brücke zwischen Göschenen und Andermatt (Schweiz): "Die Ideallinie eines Brückenbogens hängt von der Belastung ab", sagt der Bremer Architekt Martin Speth. "Je steiler ein Brückenbogen ist, umso größere Lasten kann er halten."
Brücke bei Sehnde (Niedersachsen): Eine Brücke kann auch unter einem Bogen hängen - das geometrische Prinzip bleibt dasselbe.
Golden Gate Bridge in San Francisco (mit Solarflugzeug im Vordergrund): Bei Hängebrücken haben die Haltseile etwa die Form einer Parabel.
Eisenbahnviadukt bei Hannoversch Münden nahe Göttingen (Archivbild): Die Steinbrücke querte bis 1945 die Werra, bevor sie kurz vor Kriegsende von abziehenden deutschen Truppen gesprengt wurde.
Dehnfuge bei der ersten intelligenten Autobahnbrücke Deutschlands. In Nürnberg haben Ingenieure eine Brücke mit Sensoren gebaut.
So sieht die Dehnfuge von unten aus. Die Sensoren erkennen auf beiden Spuren die Fahrzeuge, die darüber rollen, und messen deren Geschwindigkeit, Achszahl und Gewicht.
Das rund elf Millionen Euro teure Bauwerk gehört zum sogenannten Digitalen Testfeld Autobahn des Bundesverkehrsministeriums.
Ein Bauingenieur liest an einem Rechner im Inneren der Brücke Daten ab. Inzwischen werden sie drahtlos weitergeleitet.
Langfristig könnten die Daten aus dem Projekt bessere Brücken ermöglichen. Sie zeigen, was passiert, wenn ein Schwertransport über die 156 Meter lange Brücke rollt.
Im Inneren der Brücke: Die Technik macht Brücken deutlich teurer. Und Bauwerksbegehungen sind dennoch nötig. Außerdem müssen die Daten von Fachleuten ausgewertet werden.
Ein Dehnmessstreifen: In der Brücke werden zahlreiche Daten erfasst, darunter Dehnung, Schwingung, Neigung, Feuchtigkeit, ph-Wert, Temperatur, Belastungsgewicht.
Dieser Sensor misst die Beschleunigung in den Spanngliedern der Brücke.
Bild eines typischerweise bei Überwachungsaufgaben eingesetzten Dehnungssensors. Er wird in den Beton integriert.