DWA-Themen T2/2021, August 2021. Methodische Grundlagen zur standörtlichen Evaluierung des Fischschutzes und Fischabstiegs (E-Book)

Abstandhalter in Isolierglassystemen haben die Aufgabe, den Zusammenbau des Isolierglases möglichst einfach und sicher zu ermöglichen und zusammen mit den anderen Komponenten über die erwartete Lebensdauer gemäß EN 1279-1 das Isolierglas dauerhaft abzudichten sowie den auf sie einwirkenden Belastungen ohne funktionsbeeinträchtigende Veränderungen zu widerstehen. Da Abstandhalterprofile, deren letzte Lage auf dem Abstandhalterrücken als "nicht metallen" zu beschreiben ist, derzeit nicht in den Austauschregeln der Produktnorm erfasst sind, soll für diese Gruppe ein Verfahren zur Austauschbarkeit im Sinne einer späteren Version der EN 1279-1 sowie ein Prüfszenario zur Ergänzung in EN 1279-4 beschrieben und erprobt werden. Diese Prüfverfahren werden in der vorliegenden Richtlinie VE-17/1 beschrieben und sollen die dauerhaft gleichbleibende Qualität der Produkte sicherstellen. Sie basieren auf Rundversuchen und anderen bereits bestehenden und bewährten Richtlinien (siehe Literaturnachweis).

Aus den Spannungs-Dehnungslinien von kraftgeregelten Druckschwellversuchen lassen sich die Dissipationsenergiewerte bestimmen. Diese Dissipationsenergie ist für die Erwärmung der Probekörper infolge der zyklisch-mechanischen Beanspruchung verantwortlich. Auf Basis der festgestellten Korrelation zwischen der Probekörpererwärmung und der Schädigungsentwicklung wird nun die direkte Korrelation zwischen der Dissipationsenergie und der Rissentwicklung untersucht. Es zeigt sich, dass sich die Verläufe der mit jedem Lastwechsel dissipierten Energie analog zu den bereits bekannten Verläufen anderer Messparameter und Schädigungsindikatoren in drei Phasen aufteilen lassen. Aus der Auswertung der bis zum Versagen eines Probekörpers kumulierten Dissipationsenergie resultiert ein funktionaler Zusammenhang zur jeweiligen Bruchlastwechselzahl. Sämtliche Auswertungspunkte, die durch die Bruchlastwechselzahlen und den bis zum jeweiligen Versagen kumulierten Dissipationsenergiewerten beschrieben werden, liegen auf einer Kurve, die als Versagenskurve bezeichnet wird. Darauf aufbauend wird in dieser Arbeit ein neuer Schädigungsparameter eingeführt und ein neues Schädigungsmodell beschrieben.

Insekten sind die artenreichste Tiergruppe und spielen in Ökosystemen z. B. bei der Zersetzung von Biomasse, als Nahrung für andere Tiere, bei der Bestäubung von Wild- und Kulturpflanzen und bei der Verbreitung von Samen und Früchten eine wichtige Rolle. In zahlreichen Veröffentlichungen, z. B. den Roten Listen des Bundesamtes für Naturschutz wird ein Rückgang der Artenvielfalt bei Insekten dokumentiert. Der Verlust von Lebensräumen und Nahrungsquellen, verbunden mit Veränderungen in der Landnutzung (Landwirtschaft, Industrie, Verkehr, Siedlungsbereich), hat zu diesem Rückgang beigetragen. In dem vorliegendem Fachbericht Bienenweide wurden unter Mitwirkung zahlreicher Vertreter der Grünen Branche und des Naturschutzes Empfehlungen erarbeitet, die zur Lebensraumverbesserung für Bienen und andere Blüten besuchende Insekten beitragen sollen. Der Fachbericht erläutert die unterschiedlichen Bedeutungen Blüten besuchender Insekten und zeichnet folgend ein Bild der aktuellen Gefährdungslage. Im Kern werden eine Vielzahl von Maßnahmen zur Verbesserung des Tracht- und Lebensraumangebotes für Bienen und andere Blüten besuchende Insekten aufgezeigt.

Feuchtigkeit und feuchtebezogene Prozesse sind die Hauptursachen für Schäden an Baustoffen und Infrastruktur. Daher ist eine Bestimmung des Feuchtegehalts von großer Wichtigkeit. Diese Arbeit präsentiert eine Methode zur präzisen, zerstörungsfreien Bestimmung von Feuchtigkeit mit Magnetresonanz (NMR) in Aufsatztechnik. Es wird ein Verfahren zur Ableitung einer verallgemeinerten Korrelationsfunktion entwickelt, die nicht nur die Anfangsamplitude, sondern auch den Relaxationszerfall mit dem Feuchtegehalt verknüpft. Weiterhin wird am Beispiel unterschiedlicher Estriche gezeigt, dass unter Zuhilfenahme moderner Simulationsmodelle das Abtrocknungsverhalten quantitativ simuliert und für die Zukunft vorhergesagt werden kann. Auf Basis dieser Ergebnisse kann beispielsweise der Zeitpunkt der Belegereife frühzeitig vorausgesagt werden, was eine bessere Planung von Bauprojekten ermöglicht.

Wichtige Erkenntnisse und Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung zu den laufenden Forschungsprojekten der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekte im Bereich "Energie in Gebäuden und Quartieren" werden in dem Titel "ENERGIEWENDEBAUEN - Forschungserkenntnisse von der Komponente bis zum Quartier" vorgestellt. So wird ein Blick auf die laufenden Forschungsprojekte des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekte im Bereich "Energie in Gebäuden und Quartieren" ermöglicht. Innerhalb des Förderbereichs wurden viele Projekte mit eindrucksvollen Lösungen für mehr Energieeffizienz im Gebäude- und Quartierkontext bearbeitet. Daher finden sich in diesem Buch neben den Auswertungen der wissenschaftlichen Begleitforschung zu den Themen Digitale Projektlandkarte, EWB Monitoring und Fragebogen, Methoden und Konzepte, Gebäude, Quartier, Netze, Technologien und Digitale Werkzeuge auch Erfahrungs- und Ergebnisberichte von ausgewählten Forschungsprojekten.

Die präzise messtechnische Erfassung des Wasseraufnahmeverhaltens spielt für die Beurteilung des Schlagregenschutzes von Fassaden eine wichtige Rolle. Ausgehend von denkmalgeschützten Fassaden erscheint eine zerstörende Entnahme von Proben für eine anschließende Untersuchung im Labor nicht in jedem Fall sinnvoll. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das sogenannte Wasseraufnahmemessgerät (kurz: WAM) entwickelt, dass das Wasseraufnahmeverhalten von Fassadenoberflächen in situ, mit einer dem Laborversuch vergleichbaren Qualität bestimmen kann. Neben der reinen Geräteentwicklung bietet diese Arbeit Ansätze für die Abschätzung verschiedener Effekte, die In-situ-Prüfungen beeinflussen können. Hierzu zählen die Korrektur dreidimensionalen Saugens im Bereich des Randes der Benetzungsfläche, abweichende Wassertemperaturen oder vorhandene Startfeuchtegehalte der Fassadenbaustoffe. Während bei Schlagregenereignissen stets ein Windstaudruck wirkt, wurde im Rahmen dieser Arbeit das Wasseraufnahmeverhalten verschiedener Fassadenkonstruktionen mit verschiedenen Prüfdrücken untersucht.

Seit einigen Jahren kommt die Segmentbauweise für die Errichtung von Windenergieanlagen (WEA) zum Einsatz. Die entstehenden Fugen werden je nach Lage und Beanspruchung unterschiedlich ausgebildet. In der Arbeit werden die horizontalen Fugen von WEA aus Kreisringsegmenten behandelt. Diese Fugen werden seit einiger Zeit als Trockenfugen ausgeführt. Die Fugen werden durch eine CNC-Schleifmaschine plan geschliffen und nach dem Errichten extern vorgespannt. Lediglich der Traganteil der Reibkräfte überträgt in den Fugen entstehende Schubspannungen. Die Arbeit konzentriert sich auf die Übertragung der Schubspannungen aus Torsion. Die derzeitigen Tragfähigkeitsmodelle werden in der Arbeit widerlegt und ein neues Modell konnte entwickelt werden. Numerische Berechnungen sowie versuchstechnisch ermittelte Tragfähigkeiten eines Kleinversuches aus Aluminium konnten das Modell bestätigen. Bei der Verwendung des Materials Stahlbeton in Großversuchen konnten die im Modell ermittelten Tragfähigkeiten nur in Teilen erreicht werden. Zum Ende der Arbeit wurde eine vereinfachte Torsionstragfähigkeitskurve für extern vorgespannte Kreisringquerschnitte mit trockenen Fugen herausgearbeitet.

Bei Arbeiten im Gebäudebestand treten gleich mehrere Zielkonflikte in Erscheinung: Uneingeschränkte Bauwerksfunktion vs. biologische Besiedlung; Pflicht zur Pflege und Erhaltung von Kulturdenkmalen vs. Schutz vom Aussterben bedrohter Tiere und Pflanzen; Baldmögliche und pragmatische Schadensbehebung vs. langwierige Planungs- und Abstimmungsverfahren unter Rücksichtnahme auf Brutzeiten; Gesundheitsschutz vs. Verbot des Tötens von Wespen, Bienen und Hornissen; Planungs- und Kostensicherheit vs. angemessener Umgang mit "überraschenden" Funden geschützter Arten. Das Arbeitsblatt erläutert die gesetzlichen Rahmenbedingungen, die Verantwortlichkeit der Akteure und zeigt Lösungsstrategien für die Erhaltung historischer Bausubstanz im Einklang mit dem Artenschutz auf.

Überschüttungen von Gewölben werden heute meist ausschließlich auf der Einwirkungsseite angesetzt. Ihre versteifende Wirkung bzw. ihr Anteil am Lastabtrag, infolge des vergrößerten ideellen Querschnitts, wird in der Regel vernachlässigt. In dieser Arbeit wird ein einfach zu handhabendes mechanisches Modell vorgestellt, das die Überschüttung von Gewölben auf der Widerstandsseite für den Lastabtrag berücksichtigt. Anhand von großmaßstäblichen Versuchen und numerischen Analysen wird aufgezeigt, dass sich das Gewölbemauerwerk und das Überschüttungsmaterial im Bereich der Lasteinleitung gemeinsam in Form eines Verbundquerschnitts am Lastabtrag beteiligen. Unter vereinfachenden Annahmen lässt sich ein mathematischer Zusammenhang für einen konkreten Querschnitt an der Gewölbelängsachse herleiten, bei dem die mitwirkenden Querschnittsteile im Vorfeld einer Spannungsberechnung ermittelt werden können. Dabei wird sichergestellt, dass der Verbundquerschnitt so ermittelt wird, dass keine Zugspannungen auftreten, die zu einem unsicheren Berechnungsergebnis führen würden.

Während des ganztägigen Kolloquiums wurden die Ergebnisse weitreichender Voruntersuchungen zu Material und Mauerwerksaufbau des Blauen Turms in Bad Wimpfen vorgestellt. Das zum Teil noch romanische Kalksteinmauerwerk des Turms aus der Stauferzeit hat durch wiederholte Brände und Wiederherstellung des oberen Turmhelms mehrfache, statisch relevante Veränderungen erfahren. Seit etwa 1851 wird von Rissbildungen im romanischen Mauerwerk berichtet, die im Laufe der Zeit stark zugenommen haben, sodass Anfang der 1970er-Jahre eine umfangreiche Sanierungsmaßnahme mit Mauerwerksinjektionen und weiteren statischen Sicherungsmaßnahmen stattgefunden hat. In der Folgezeit sind jedoch erneut umfangreiche, statisch bedingte Rissbildungen eingetreten, deren Ursachen noch weitgehend unklar geblieben sind. Ab 2012 wurde in einem interdisziplinären Team den Schadensursachen systematisch nachgegangen. Archivrecherche, eine grundlegende Untersuchung des vorliegenden Mauerwerksaufbaus, vielfältige Materialuntersuchungen und verschiedene statische Modellberechnungen des Mauerwerks und seiner Beanspruchung wurden in Kombination mit einem vorgeschalteten aufwendigen Testprogramm zum derzeit durchgeführten Instandsetzungskonzept zusammengeführt. Ein seit Beginn der Untersuchungen eingebautes instrumentiertes Monitoringsystem überwacht äußere Einflüsse und die Veränderungen der Geometrie am Turm auch während der Instandsetzungsmaßnahmen.