TREPPEN VERTIKALERSCHLIESSUNG 1 Definition - notwendige Treppen - konstruktive Anforderungen - nicht notwendige Treppen - Steigungsverhältnis 1.1 Grundformen 3.7 Außentreppen - Gründung - Treppen mit geraden Läufen - Lagerung - Treppen mit gewendelten Läufen - Beläge - Verziehen der Treppenstufen 3.8 Geländer 1.3 Bestandteile Treppen - Massive Brüstung 1.4 Konstruktionsprinzipien - Bekleidungen - Treppenläufe - Aufgelöste Konstruktionen - Treppenstufen - Primär- / Sekundärkonstruktion 3.9 Handläufe 2 Planungsparameter 2.1 Fluchtwege, Treppenräume 4. Rampen - Fluchtwegbreiten - Treppenräume - Anforderungen an Personenrampen - Hochhäuser - Anforderungen an Außenrampen - Lüftung und Beleuchtung 2.2 Brandschutz 4.1 Personenrampen 4.2 Fahrzeugrampen - Neigung von Fahrzeugrampen - Tragende Bauteile - Ausrundung von Fahrzeugrampen - Treppenhauswände - Parkhausrampen - Treppenhausdecke - Türen 2.3 Bequemlichkeit, Funktionalität 5 Fahrtreppen, Aufzüge 5.1 Bedarfsermittlung - Steigungsverhältnis - Schachtgröße - Stufenzahl/Podeste - Behindertengerechte Aufzüge - Anordnung im Grundriss 2.4 Sicherheit - nutzbare Breite - Wandabstand - Treibscheibenaufzug - Durchgangslichte - Hydraulikantrieb - Handlauf und Geländer 5.2 Aufzügstypen 5.3 Fahrtreppe, Fahrsteige - Platzbedarf - Geschwindigkeit 3 Konstruktionsarten - Fahrsteige 3.1 Massive Treppen - Herstellung - Lagerung - Vordimensionierung - Knicklinien - Schallschutz - Detailausbildung - Wärmeschutz - Beläge 3.2 Wangentreppen - Wangentreppen aus Holz - Wangentreppen aus Stahl 3.3 Holmtreppen 3.4 Faltwerktreppen 3.5 Wendeltreppen 3.6 Spindeltreppen - massive Spindeltreppen - Spindeltreppen aus Stahl - Systemtreppen Inhalte sind aus dem Internet zusammengeführt Prof. Manfred Lux Vertikalerschließung „Jene Treppen sind zu loben, die so hell, weit und bequem für den Benutzer sind, dass sie die Leute gewissermaßen zum Hinaufsteigen einladen.“ Was Andrea Palladio um 3570 in seinen Quattro libri dell‘ architettura formu- liert hat, gilt auch heute noch: Die Bandbreite der Anforderungen, die bei der Planung von Treppen erfüllt werden müssen, reicht von ästhetisch-gestalterischen über konstruktive und funktionale Gesichtpunkte bis hin zu relevanten Aspekten der Sicherheit. Aus diesen Anforderungen resultieren eine Reihe von Vorschriften, die in den Landes- bauordnungen der einzelnen Bundesländer, (z.B. Bayerischer Bauordnung, BayBO), und in der DIN-Norm 38065 „Treppen“ formuliert werden. Diese allgemeinen Forderungen werden durch spezielle Vorschriften ergänzt. (Ver- sammlungsstättenverordnung (VStättVO), Arbeitsstättenverordnung (AStättVO), Hoch- hausverordnung (HochhVO) u.a. 1 Definition Hinsichtlich ihrer Steigung werden in der DIN38065 Treppen, Rampen, Leitertreppen und Leitern definiert und hinsichtlich ihrer Stei- gung voneinander abgegrenzt; [3]. Die behördlichen Vorschriften (LBO) dif ferenzieren Treppen in baurechtlich Notwen- dige und nicht Notwendige. Notwendige Treppen Unter notwendigen Treppe sind solche zu ver- stehen, die als Teil des ersten Rettungsweges eines Gebäudes vorhanden sein müssen (LBO). Jedes Geschoss, das nicht zu ebener Erde liegt, muss über mindestens eine notwendige Treppe zugänglich sein. An Stelle notwendiger Treppen sind auch Rampen mit flacher Neigung (s.u.) möglich. Ist die Rettung von Menschen im Brandfall nicht auf andere Art und Weise sichergestellt, können weitere Treppen gefordert werden. Nicht notwendige Treppen Zusätzlich zu den baurechtlich notwendigen Treppen können in einem Gebäude beliebig viele nicht notwendige Treppen angeord- net werden. Dies betrifft u.a. repräsentative Treppenanlagen, bei denen oft- mals die brandschutztechnischen Vorschriften für notwendige Treppen nicht eingehalten werden können (z.B. kein abgeschlossener Treppenraum). Auch an baurechtlich nicht notwendige Treppen werden Anforderungen durch die DIN38065 und die Bauordnungen gestellt: - Ihre minimale Breite darf 0,5m nicht unter- schreiten; eine max. Steigung von 33cm und ein minimaler Treppenauftritt von 33cm muss eingehalten werden. - Sicherheitstechnische Anforderungen für notwendige Treppen in Bezug auf Gelän- der, Brüstung und Podeste gelten auch für baurechtlich nicht notwendige Treppen. 1.1 Grundformen In DIN 38065 wird eine Auswahl möglicher Treppengrundformen definiert: Treppen mit geraden Läufen: - einläufige gerade Treppe - zweiläufige gerade Treppe - zweiläufige, gegenläufige Treppe mit Zwischenpodest Treppen mit gewendelten Läufen: - einläufig, halbgewendelte Treppe - Spindeltreppe - Wendeltreppe - Bogentreppe Lauflinie Als Lauflinie wird im Allgemeinen die Mittel- achse des Gehbereichs einer Treppe bezeich- net [3]. Der Gehbereich entspricht ca. einem Fünftel der nutzbaren Laufbreite. Die Lauflinie wird für geradläufige Treppen immer in Laufmitte eingetragen. Anders verhält es sich bei gewendelten Treppenläufen. Bei diesen muss die Lauflinie so angeordnet sein, dass das Steigungsverhältnis dem einer gerade laufenden Treppe mit Stufenabmes- sungen nach der s.g. Schrittmaßformel ent- spricht. Bei nutzbaren Laufbreiten bis 3 Meter liegt die Lauflinie in Treppenmitte, bei Lauf- breiten über 3 Meter etwa 50 cm vom schma- len Stufenende entfernt. Der Auftritt soll an der Innenseite der Stufe mindestens 30cm, an der Außenseite höchstens 40cm betragen. Die Lauflinie muss stetig und ohne Knickpunkte verlaufen. Museum Brandhorst München Verziehen von Treppenstufen Bei gewendelten oder angewendelten Treppenläufen erhalten die Trittstufen im Bereich der Wendelung zwangsläufig einen trapezförmigen Grundriss mit unterschiedlichen Breiten der Außen- und Innenseite. Die Festlegung der Stufentiefe erfolgt durch das s.g. „Verziehen“. Dies sichert einerseits trotz unterschiedlicher Auftrittsbreiten eine gute Begehbarkeit der Treppe, andererseits wird eine ansprechende Gestaltung der Treppenwangen und des Treppengeländers erreicht. Während des Begehens einer Treppe stellt sich der Nutzer auf das Stufenmaß ein, so dass jede Änderung des Schrittmaßes eine potentielle Stolpergefahr darstellt. Eine gute Begehbarkeit ist dann erreicht, wenn keine abrupten Änderungen im Steigungsverhältnis (Stufenhöhe/Stufentiefe) auftreten. Ein stetiges Steigungsverhältnis vermeidet auch unschöne Knicke im Höhenverlauf des Handlaufes und der Treppenwange. Beim Verziehen der Stufen ist darauf zu achten, dass bei den Eckstufen die kleinste anfallende Breite 50cm nicht unterschreitet. Das Verziehen der Treppenstufen wird einerseits im Grundriss konstruiert, aber auch als s.g. Abmantelung im Schnitt dargestellt. Als Abmantelung bezeichnet man den im Grundriss gekrümmten Schnitt entlang der Außen- bzw. der Innenwange. Verschiedene geometrische Verziehungs- methoden (Kreisbogenmethode, Flucht- linienmethode, Winkelmethode, und die Trapezmethode) werden angewendet, aber auch rechnerisches Verziehen ist möglich. Zusätzlich bieten spezialisierte Treppenprogramme, aber auch übliche CAD-Systeme z.T. Funktionen zur Treppenkonstruktion. Exemplarisch wird anhand einer zweiläufigen, gewendelten Treppe die Kreisbogenmethode erläutert. Kreisbogenmethode: Als erstes wird die Lauflinie festgelegt und je nach Stufenanzahl in gleich lange Teile geteilt. Im Beispiel sind dies 55cm. Um gleiche Ecklösungen links und rechts zu erhalten, wird eine sog. Spickelstufe in der Mitte des Treppenauges positioniert. Anschliessend muß festgelegt werden, bis zu welcher Stufe die Verziehung reichen soll. Als Faustregel bewährt sich die doppelte Treppen- laufbreite als Näherungsmaß. Im Beispiel liegt das Ende der Verziehung zwischen Stufe 5 und 5 bzw. Stufe 56 und 57. Um die Stufenbreiten an der Freiwange festzulegen, wird nun ein Kreisbogen mit dem Mittelpunkt M gezeichnet und anschliessend gleichmäßig durch die Anzahl der zu verziehenden Stufen geteilt. Die Punkte auf dem Kreisbogen werden horizontal an die Freiwange projiziert, um die Stufenbreiten entlang der Freiwange zu erhalten. Die Verbindunglinien zwischen der Freiwangenteilung und der Lauflinienteilung liefern die exakte Stufengeometrie. 1.2 Bestandteile Treppen Die DIN 58065 definiert für die Bestandteile von Treppenkonstruktionen ein einheitliches Vokabular. Dieses benennt nicht nur die einzelnen Treppenelemente, sondern auch einzuhaltende Dimensionen und Abstände, die z.B. aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich sind. - Trittstufe: waagerechter Stufenteil - Setzstufe: lotrechter oder annähernd lotrechter Stufenteil - Auftritt: Maß von Vorderkante Stufe bis zur Vorderkante der folgenden Stufen - Steigung: Höhenmaß von Oberkante Stufe zu Oberkante der folgenden Stufe - Unterschneidung: die Unterschneidung ist das waagerechte Maß μ, um das die Vorderkante einer Stufe über die Breite der Trittfläche der darunter liegenden Stufe vorspringt (Differenz zwischen Tiefe der Trittstufe und Auftritt), - lichter Stufenabstand: der lichte Stufenabstand als lotrechtes Fertigmaß wird bei Plattenstufen zwischen Trittfläche und Unterfläche der darüber liegenden Stufe gemessen - Treppengeländer, Umwehrung: Schutzein- richtung gegen Absturz an Treppenläufen und Treppenpodesten - Treppenhandlauf: griffgerechtes Bauteil als Gehhilfe für Personen, angebracht am Treppengeländer und/oder an der Wand bzw. Spindel halbgewendelte Treppe Kreisbogenmethode: Einteilen der Lauflinie in gleiche Abschnitte halbgewendelte Treppe Kreisbogenmethode: Einteilen des Kreisbogens um M in 15 Segmente Seitenabstand: der Seitenabstand wird als lichtes Fertigmaß zwischen Treppenlauf, Treppenpodest oder Treppenhandlauf und angrenzenden Bauteilen, z.B. Wänden (Wandoberflächen), Treppengeländern, Spindeln u.ä. gemessen (14) - Treppenlauflänge: die Treppenlauflänge wird als Grundrissmaß von Vorderkante Antrittstufe bis Vorderkante Austrittstufe an der Lauflinie gemessen. - Treppenantrittstufe: die erste (unterste) Stufe eines Treppenlaufes (15) - Treppenaustrittstufe, Treppenaustritt: die letzte (oberste) Stufe eines Treppenlaufes (16). Sie kann auch Teil des Austrittpodestes sein und ist dann nicht die oberste Stufe der eigentlichen Treppenkonstruktion (z.B. bei vorgefertigten Treppen). - Steigungsverhältnis: Das Verhältnis wird als Quotient von Treppensteigung zu Treppenauftritt S/A angegeben. Dieser Quotient ist das Maß für die Neigung einer Treppe. Das Verhältnis der Maße wird in Zentimetern angegeben, z.B. 172/28, (17). - Treppenauge: von Treppenläufen und Treppenpodesten und Treppengeländern umschlossener freier Raum (18) - Treppenöffnung, Treppenloch: Aussparung in Geschoßdecken für Treppen (19) offene Treppe: Treppe ohne Setzstufen (20) geschlossene Treppe: Treppe mit Setzstufen 5.1.3 Konstruktionsprinzipien Die bei Treppenläufen üblichen Konstrukti- onsprinzipien lassen sich materialspezifisch (Beton, Holz, Stahl, Glas...), vor allem aber hinsichtlich der Ausführung des Treppenlaufs und der Treppenstufen unterscheiden. Treppenläufe Massiver Treppenlauf (a): Treppenlauf und -stufen werden aus einem massiven Material, üblicherweise Stahlbeton (traditionelle Ausführung auch als Holzblocktreppe) her- gestellt; das statische Prinzip entspricht dem einer geneigten, einachsig gespannten Platte. Wangentreppe (b): Die Stufen werden durch seitliche Träger (Wangen) gehalten. Das statische Prinzip entspricht dem von geneigten Trägern, die zwischen zwei Auflagern spannen. Aufgesattelte Treppe (c), (d): Im Gegensatz zur Wangentreppe liegen die Träger bei der aufgesattelten Treppe nicht seitlich, sondern unterhalb der Stufen. Die Stufen werden auf einen bzw. zwei Tragholme „aufgesattelt“. Bei nur einem Tragholm müssen die Stufen gegen seitliches Kippen gehalten sein. Bei breiteren Treppen können auch mehr als zwei Holme angeordnet werden. Auskragende Stufen (e): Die Stufen oder der Treppenlauf kragen von einer Wand als Kragträger aus, d.h. die Stufen sind in der Wand eingespannt. Abgehängte Stufen (f): Die Stufen sind von einer Tragkonstruktion abgehängt. Gegen Schwingungen müssen die Stufen zusätzlich horizontal gehalten werden. Treppenstufen Plattenstufen (g): Plattenförmige Trittstufen u.o. Setzstufen aus Stein, Holz, Keramik werden auf der Treppenunterkonstruktion flächig verlegt (z.B. im Mörtelbett) oder bei Wangentreppen seitlich gelagert. Winkelstufen (h): Trittund Setzstufe bestehen aus einem Element. Dies kann bei Stufen aus Naturstein einen hohen Materialverbrauch bedeuten. Die Lagerung erfolgt wie bei den Plattenstufen. (a) massiver Treppenlauf (b) seitliche Wangen (c) aufgesattelte Stufen (2 Holme) (d) aufgesattelte Stufen (1 Holm) (e) auskragende Stufen (f) abgehängter Treppenlauf Keilstufen (i): Im Querschnitt dreieckige Stufen, z.B. aus Naturstein, Kunststein oder Holz werden auf einer ebenen Laufplatte verlegt. Blockstufen (j): Massive Stufenblöcke werden auf einer gestuften Unterkonstruktion verlegt. Diese materialintensive Stufenart kommt z.B. bei aussenliegenden Freitreppen zum Einsatz. (g) Plattenstufen (Tritt-, Setzstufe) (h) Winkelstufen (i) Keilstufen (j) Blockstufen 2 Planungsparameter Die Planung von Treppen und Treppenhäu- sern ist besonders komplex, da sie die Berücksichtigung einer Vielzahl baurechtlicher und konstruktiver Planungsparameter erfordert: - notwendige / nicht notwendige Treppen - Anordnung im Grundriss / Fluchtwege - Funktionalität und Bequemlichkeit (Steigungsverhältnis) - Treppenbreite - Anzahl und Anordnung von Podesten - Sicherheit - Baustoffe / Brandschutz - Ökonomische Anforderungen - Anschlüsse / Material / Detail an Aussenwand liegender Treppenraum 2.1 Fluchtwege, Treppenräume Die Anordnung notwendiger Treppen ist vor allem von der Fluchtweglänge abhängig. Die BayBO schreibt von allen Punkten in Aufenthaltsräumen von Gebäuden eine maximale Fluchtweglänge ins Freie bzw. zu einem notwendigen Treppenhaus von 35 m vor. Dadurch ergeben sich bezogen auf die Anordnung der Treppen ein maximaler Abstand der notwendigen Treppenhäuser untereinander, sowie eine minimale Anzahl notwendiger Treppen. Je nach Gebäudetyp werden höhere Anforderungen gestellt (z.B. bei Hochhäusern). Hier ist die maximale Fluchtweglänge auf 25 m begrenzt. In notwendige Fluren, die von Aufenthaltsräumen zu Treppenräumen notwendiger Treppen führen, ist eine Folge von weniger als drei Treppenstufen unzulässig. Jede notwendige Treppe muss einen direkten Ausgang ins Freie aufweisen. Fluchtwegbreiten Die nutzbare Breite der Treppenläufe, Podeste und der Fluchtwege ins Freie muss für den größten zu erwartenden Besucherverkehr ausgelegt sein. Mindestbreiten werden je nach Gebäudenutzung in DIN 18065, in der Landesbauordnung, den Schulbaurichtlinien oder in der Versammlungsstättenverordnung vorgeschrieben. Die Mindesttreppenbreite hat Auswirkungen auf die Treppenhausbreite sowie auf die Treppenlänge, da auch die Podestlängen sich auf die Treppenbreite beziehen. Außerdem sind die Zugänge zu den Treppen sowie der Zugang ins Freie nach der Mindesttreppenbreite zu bemessen. Nach Landesbauordnung muss die nutzbare Breite einer Treppe mindestens 1 Meter betragen, in Wohngebäuden mit nicht mehr als zwei Wohneinheiten genügen 80 cm. Innenliegender Treppenraum bei max. 4 Einheiten Treppenräume Jede notwendige Treppe muss in einem eigenen durchgehenden Treppenraum liegen, der einen direkten Ausgang ins Freie hat. Mit der Treppe zum Dachraum muss sie in unmittelbarer Verbindung stehen. Notwendige Treppenräume müssen an einer Aussenwand liegen. Das bedeutet, dass die Treppe mindestens mit der Tiefe eines Treppenpodestes in allen Geschossen oberhalb des Erdgeschosses an der Aussenwand liegt und ausreichend be- lichtet und belüftet werden kann. Notwendige Treppenräume, die nicht an einer Aussenwand liegen sind nur zulässig, wenn alle Öffnungen rauchdicht verschliessbar sind. Notwendiger Flur bei mehr als 5 Einheiten Fluchtweglänge, Erreichbarkeit Die Anforderungen an den Treppenraum sind auch abhängig von der Gebäudehöhe. Bei Gebäuden mittlerer Höhe darf der notwendige Treppenraum i.d.R. aus den Geschossen nur über einen Vorraum oder einen höchstens 10m langen notwendigen Flur zugänglich sein. Die Tür zwischen Treppenraum und Vorraum bzw. dem Flurabschnitt muss mindestens in der Feuerwiderstandsklasse T-30 und selbstschliessend sein. Bei einem Abstand von mehr als 2,50 m zwischen den Türen und den Nutzungseinheiten kann alternativ eine rauchdichte und selbstschliessende Tür angeordnet werden. Türen, die aus den Nutzungseinheiten in den Vorraum oder den notwendigen Flur führen müssen rauchdicht und selbstschliessend sein. Bei Gebäuden mit weniger als fünf Geschossen kann der Vorraum entfallen, wenn der Treppenraum mit einer Überdruckanlage augestattet ist. Diese verhindert im Brandfall den Raucheintritt in das Treppenhaus. Eine andere Möglichkeit auf den Vorraum zu verzichten besteht bei Gebäuden mit weniger als 10 Wohneinheiten oder Nutzungseinheiten bis maximal 200m2. Die Öffnungen zum Treppenraum müssen dann rauchdichte, selbstschliessende Türen in der Feuerwiderstandsklasse T30 aufweisen. Ausgenommen aus diesen Regelungen sind Treppen in Gebäuden geringer Höhe mit bis zu zwei Vollgeschossen und Treppen inner- halb von Wohnungen. Innenliegender, notmwendiger Treppenraum mit Vorraum, Gebäude mittlerer Höhe Hochhäuser Für Hochhäuser gilt neben der Landesbauordnung die Hochhausverordnung. Es müssen zwei voneinander unabhängige Treppenräume in einer maximalen Entfer- nung von 25m von jedem Punkt eines Aufenthaltsraumes erreichbar sein. Alternativ kann nur ein Sicherheitstreppenhaus angeordnet werden. Ein Sicherheitstreppenhaus ist so konstruiert, dass Feuer und Rauch nicht in den Treppenraum eindringen können. Dies wird dadurch erreicht, dass vor jedem Treppenhauszugang eine Luftschleuse liegt, in der ein leichter Überdruck besteht. Alternativ kann das Treppenhaus auch vor der Fassade liegen und aus jedem Geschoss durch einen offenen Gang mit freiem Windstrom erschlossen werden. Notwendige Flure, die nur in eine Richtung zu einem Sicherheitstreppenraum führen, dürfen bis zum offenen Gang oder bis zur Sicherheitsschleuse nur maximal 10 Meter lang sein. Innenliegender, notmwendiger Treppenraum ohne Vorraum, Gebäude kleiner als fünf Geschosse Lüftung und Beleuchtung Treppenräume müssen belüftet und beleuch- tet sein. Notwendige Treppenräume, die an der Aussenwand liegen müssen in jedem Geschoss öffenbare Fenster mit einer Größe von 0,5 m2 aufweisen. Innenliegende Treppenhäuser und Treppen in Gebäuden mit mehr als fünf Vollgeschossen müssen eine Sicherheitsbeleuchtung und an oberster Stelle einen Rauchwärmeabzug (RWA) haben. Dabei handelt es sich um eine an oberster Stelle des Treppenhauses befindlichen Fassaden- oder Dachöffnung, welche mindestens 5% der Grundfläche des Treppenhauses und mindestens 1 m2 Größe hat. Diese Öffnung muss vom Erdgeschoss und vom obersten Treppenabsatz aus bedienbar sein. Nähere Einzelheiten dazu regeln die jeweiligen Landesbauordnungen. 2.2 Brandschutz kein zweiter Rettungsweg erforderlich bei Sicherheitstreppenraum mit offenem Gang Tragende Bauteile Die Tragkonstruktion einer notwendigen Treppe muss bei allen Gebäuden mit mehr als fünf Vollgeschossen feuerbeständig sein, bei den restlichen Gebäuden mindestens feuerhemmend. Für Gebäude geringer Höhe (kein Fußboden eines Aufenthaltsraumes mehr als 7 m über Geländeniveau) reicht eine Ausführung aus nichtbrennbaren Baustoffen. Eine feuerbeständige Ausführung (F90) lässt sich relativ einfach mit Stahlbeton realisieren. Dieser benötigt keine zusätzlichen Schutzmaß- nahmen, um den Feuerwiderstand 90 Minuten lang sicherzustellen. Stahlkonstruktionen dagegen müssen zum Erreichen der Feu- erbeständigkeit durch eine Ummantelung geschützt werden. Dies kann bei Treppen sehr aufwändig sein und aufgrund der Ummantelungsdicke zu wenig filigranen Konstruktionen führen. kein zweiter Rettungsweg erforderlich beI: SicherheitstreppenHAUS MIT Sicherheitsschleuse Treppenhauswände Die Wände von notwendigen Treppen müssen i.d.R. in der Bauart von Brandwänden hergestellt werden. Sie sollen folglich eine Feuerbeständigkeit (F90) sowie eine ausrei- chende Standsicherheit gegenüber Lasten im Brandfall aufweisen. Bei Gebäuden geringer Höhe reicht eine Ausführung in der Feuerwiderstandsdauer der tragenden Wände. In notwendigen Treppenräumen müssen Beklei- dungen, Putze, Dämmstoffe und Einbauten aus nicht brennbaren Materialien sein (BaustoffklasseA). Bodenbeläge dürfen nur aus schwerentflammbaren Materialen bestehen. Treppenhausdecke Der obere Abschluss von Treppenhäusern, die nicht bis unter die Dachhaut reichen, muss mindestens die Feuerwiderstandsdauer der anderen Gebäudedecken erreichen, also i.d.R. F90, bei Gebäuden geringer Höhe mindestens F30. Türen An Türen in notwendigen Treppenhäusern werden aus Brandschutzgründen besondere Anforderungen gestellt: Sie müssen selbstschließend, vollwandig und rauchdicht sein und ggf. die Feuerwiderstandsklasse T-30 erfüllen. Türen zu Dachräumen, Kellern, Werkstätten, Läden und ähnlichem müssen feuerhemmend sein. Dies gilt allerdings nicht für Gebäude geringer Höhe. oberer Abschluss Treppenraum: F90; Türen T30 2.3 Bequemlichkeit, Funktionalität Steigungsverhältnis Unter dem Steigungsverhältnis versteht man das Verhältnis S/A von Steigung zu Auftritt einer Treppenstufe. Da Treppensteigen etwa den 7-fachen Energieaufwand des Gehens in der Ebene erfordert, sollte die Höhendifferenz zwischen den verschiedenen Ebenen in Stufen überwunden werden, die bequem mit jeweils einem Schritt zu bewältigen sind. Ein gutes Steigungsverhältnis ermöglicht einen geringen Energieaufwand. Ausgehend von der durchschnittlichen Schrittlänge eines erwachsenen Menschen mit etwa 63 cm in der Horizontalen und dem relativ leicht zu bewältigenden Sprossenabstand einer Leiter von 31,5 cm in der Vertikalen lässt sich ein bequemes Steigungsverhältnis in der Schräge graphisch bestimmen. Diese ergonomisch besonders günstigen Steigungsverhältnisse entsprechen alle einer Schrittmaßregel: 2 S + A = 59 - 65cm grafische Bestimmung Steigungsverhältnis Bei steileren Treppen kann unter Einhaltung der Schrittmaßregel zwar ein ergonomisch günstiges Steigungsverhältnis entstehen, jedoch wird das Auftrittsmaß der Stufe rela- tiv kurz. Personen mit großen Schuhgrößen werden beim Begehen der Treppe Schwierig- keiten haben. Hier greifen Sicherheitsregel (S) und Bequemlichkeitsregel (B): S: S + A = 46cm B: S - A = 12cm Ein Steigungsverhältnis von 17/29 erfüllt alle drei Regeln, ist also physiologisch günstig, sicher und bequem. Deshalb sollten baurechtlich notwendige Treppen dieses Verhältnis in etwa erreichen. Maximale Steigung und minimale Auftrittsfläche sind in DIN 18065 bezogen auf die Fertigmaße der Treppe vorgeschrieben und dürfen nicht über- bzw. unterschritten werden. In Wohngebäuden mit max. zwei Wohneinheiten und bei Treppen, die zu Aufenthaltsräumen führen, muss - soweit der Treppenauftritt A unter 26 cm liegt- die Unterschneidung μ mindestens so groß sein, dass insgesamt 26 cm Auftrittsfläche erreicht werden; bei Keller- und Speichertreppen müssen insgesamt 24 cm erreicht werden. Stufenanzahl/Podeste Notwendige Treppen müssen immer eine Stufenfolge von mindestens drei Stufen aufweisen. Die DIN 18065 empfiehlt ein Zwischenpodest nach maximal 18 Stufen. Bei Arbeitstätten muss nach max. 18 Stufen ein Podest angeordnet werden, bei Versammlungsstätten dürfen nur maximal 14 Stufen in Folge angeordnet sein. Auch auf die Länge (L) eines Zwischenpodestes muss die Schrittmaßregel angewendet werden: Lpodest = n x Schrittlänge (63 cm) + 1 Auftritt Bei zweiläufig gegenläufigen Treppen mit Zwischenpodest muss die nutzbare Podesttiefe im Bereich der Lauflinie mindestens der nutzbaren Treppenlaufbreite entsprechen. 2.4 Sicherheit Nutzbare Breite Als nutzbare Breite einer Treppe bezeichnet man den frei begehbaren Raum zwischen begrenzenden Bauteilen (Wand, Handlauf, Geländer). Die minimale nutzbare Breite wird je nach Nutzung durch die Bauordnungen, die DIN 18065 oder durch Sonderverordnungen festgelegt. Wandabstand Der seitliche Abstand von Treppe und Podest zur Wand sowie der Abstand der Absturzsicherung zu Treppenlauf und Podest darf nicht mehr als 6 cm betragen. Durchgangslichte Als lichte Durchgangshöhe wird der Abstand zwischen der Oberkante eines Treppenlaufes (gemessen von der Stufenvorderkante) und der Unterkante der darüber liegenden Raumbegrenzung (z.B. Decke, Unterzug oder Treppenlauf) bezeichnet. Die lichte Durchgangshöhe muss mindestens 200 cm betragen. Sie darf im Randbereich jedoch teilweise eingeschränkt sein. Handlauf und Geländer Das Geländer ist die Absturzsicherung an der freien Seite des Treppenlaufes oder Podestes. Als Handlauf wird dagegen der parallel zur Treppensteigung verlaufende Griff bezeichnet. An Geländer und Handläufe werden unterschiedliche Anforderungen gestellt: Handlauf: Bei Treppen mit einer Breite von mehr als 1,50 m müssen auf beiden Seiten Handläufe angebracht werden. Treppenläufe mit einer Breite von über 2,50 m müssen durch freistehende Handläufe in Laufmitte unterteilt sein. Handläufe sollen grundsätzlich gut und bequem zu greifen sein. Die ergonomisch bedingte Anordnungshöhe liegt bei Erwachsenen – je nach Körpergröße – bei ca. 70 - 110 cm, gemessen über der Stufenvorderkante. Befindet sich die Treppe in einem Gebäude, das stark von Kindern frequentiert wird (Kindergarten...), ist es sinnvoll, einen Zusatzhandlauf in ca. 40 cm Höhe anzubringen. Der Abstand zwischen Handlauf und Wand/Gelän- der sollte – im Sinne des Umgreifens – mehr als 4cm betragen. Die Befestigung des Handlaufs muss so erfolgen, dass Verletzungen der Finger ausgeschlossen sind (z.B. keine vorstehenden Schrauben oder Befestigungsmittel). Geländerkonstruktionen dürfen keine hervorstehende Bauteile (z.B. offene Handlaufenden) aufweisen, um beim Begehen der Treppe – insbesondere im Fluchtfall – Verletzungen durch „Einfädeln“ zu vermeiden. Handläufe werden meist rund mit einem Durchmesser von 30 - 45 mm ausgeführt. Sie sollten durchlaufen und möglichst über die erste und letzte Stufe geführt werden. Geländer: Geländer dienen der Absturzsicherung an den freien Enden von Treppenläufen und Podesten und müssen so ausgebildet sein, dass Personen nicht hindurchstürzen können. Ausschlaggebend ist die Größe eines Kinderkopfes, der mit mindestens d = 12 cm angenommen wird. Mindestmaße bei Treppen Ein Geländer darf deshalb an keiner Stelle einen Sprossenabstand oder eine Öffnung aufweisen, die mehr als 12 cm beträgt. In Gebäuden, in denen mit der Anwesenheit von Kindern zu rechnen ist, darf das Geländer für Kleinkinder nicht überkletterbar sein (z.B. keine horizontalen Stäbe). Bei der Planung und Anordnung eines Geländers muss neben der baurechtlich einzuhaltenden Geländerhöhe u.a. auch die Geländerunterkante aus Sicherheitsgründen berücksichtigt werden. Bei Geländern über Podesten oder horizontalen Ebenen darf der lichte Abstand zwischen Unterkante Geländer und Oberkante Fertigfußboden nicht größer als 12 cm sein. Liegt das Treppengeländer über dem schrägen Treppenlauf, darf ein auf der Trittstufe liegender 15 cm großer Würfel nicht durch die Lücke zwischen Unterkante Geländer und OK Trittstufe passen. Wird das Geländer seitlich neben dem Treppenlauf befestigt, muss die Unterkante auf Höhe einer gedachten Linie durch A:2 der Trittstufen liegen. Maße und Regeln bei Treppengeländern 3 Konstruktionsarten 3.1 Massive Treppen Notwendige Treppen im Geschossbau werden meist als massive Stahlbetonkonstruktionen hergestellt. Dies liegt einerseits an den brand- schutztechnischen Anforderungen (F90). Diese erfüllt Stahlbeton problemlos. Zudem sind insbesondere bei der Verwendung von Betonfertigteilen ein schneller Bauablauf und eine kostengünstige Herstellung möglich. Herstellung Massivtreppenläufe können entweder in Ortbeton oder als Betonfertigteile ausgeführt werden. Bei Ortbetontreppen wird jeder Treppenlauf auf der Baustelle geschalt, bewehrt und betoniert. Im Vergleich zu Ortbetontreppen zeichnen sich Fertigteiltreppen durch größere Präzision und bessere Oberflächenqualitäten aus, da sie im Werk unter konstanten Bedingungen vorgefertigt werden können. Bei größeren Stückzahlen kommen Rationalisierungseffekte und ein beschleunigter Bauablauf hinzu. Üblicherweise werden die Treppenpodeste zusammen mit den Geschossdecken im Ortbetonverfahren hergestellt, während die Treppenläufe anschliessend als Fertigteile auf vorbereitete Auflager der Podeste und Decken gelagert werden. Lagerung Treppenläufe sind Tragwerke, vergleichbar mit einer Decken- oder Dachkonstruktion. Nach ihrer Spannrichtung lassen sich Treppentragwerke unterscheiden: 1. Längsspannrichtung: Treppenlauf und Podest können als geknickter Träger zwischen den Treppenhauswänden spannen oder der Lauf spannt zwischen zwei Podesten. Werden bei einer zweiläufigen Treppe Treppenläufe und Podeste als ein Element vorgefertigt oder umlaufend von der Treppenhauswand gelöst, erfolgt die Lagerung über die Stirnseiten der Läufe. 2. Querspannrichtung: Der Treppenlauf spannt quer zur Laufrichtung, entweder zwischen zwei parallelen Wänden oder aber die Laufplatte bzw. einzelne Stufen kragen aus einer massiven Wand aus. Vordimensionierung Treppenläufe aus Stahlbeton können mit Hilfe des Verhältnisses von statisch wirksamer Höhe zur jeweiligen Spannweite des Laufes überschläglich vordimensioniert werden: d : l = 1 : 25. Die Höhe d wird nur bis zum Einschnitt der Stufen in die Laufplatte gemessen, d.h. die Stufen selbst tragen nicht zur statischen Funktion bei. Die Länge L bezeichnet die Spannweite zwischen den Auflagerpunk- ten des Treppenlaufes. Da es sich bei L /25 um eine überschlägliche Dimensionierung handelt, kann L auch näherungsweise im Grundriss nachgemessen werden. Lagerung von Treppenläufen und Podeste Knicklinie Bei einer Treppe stehen Laufstärke, Podest- stärke und Handlaufhöhe in einem direkten geometrischen Zusammenhang. Unter Einhaltung der baurechtlich vorge- schriebenen Handlaufhöhe bei Treppenlauf und Podest (90cm, 100cm, 110cm) ergeben sich – je nach Anordnung der Antritts- und Austrittsstufe – unterschiedliche Positionen für die s.g. „Knicklinie“. Als gestalterisches Ziel einer sorgfältigen Treppenplanung sollte diese Verschneidungslinie zwischen Podest, dem auf- und dem abwärtsgehenden Treppenlauf jedoch in einer Flucht liegen, so dass die Treppe eine geordnete Untersicht erhält. Ebenso ist eine konstante Handlaufhöhe bei Läufen und Podesten anzustreben. Um dies sicherzustellen, kann die Position der Antritts- und Austrittsstufe des ankommenden und des aufgehenden Laufes, sowie die Podestdicke und die Handlaufhöhe variieren. 1. Liegt der Antritt des aufgehenden Trep- penlaufes in der Flucht der Knicklinie und der Austritt des ankommenden Laufes um einen Auftritt zurückversetzt, ensteht eine geringe Podestdicke, jedoch beträgt die Handlaufhöhe auf den Podesten: h = (90cm;100cm;110cm ) + 1 Stufenhöhe s 2. Liegt der Austritt des ankommenden Trep- penlaufes in der Flucht der Knicklinie und wird der Antritt des aufgehenden Laufes um eine Stufentiefe verschoben, erhält man zwar auf Läufen und Podesten die gleiche Handlaufhöhe, jedoch sind die Podeste besonders stark. Podeststärke = b + s 3. Liegen Antritt und Austritt der Läufe in einer Flucht, befindet sich die Knicklinie und der Verschneidungspunkt der Handläufe um a/2 versetzt im Podestbereich. Die Handlaufhöhe auf den Podesten beträgt: h = (90;100;110 cm ) + 1/2 Stufenhöhe Das Treppenauge schneidet um a/2 in das Podest ein. Geländerenden sowie An- und Austritt der Treppenläufe liegen nicht in einer Flucht. Podeststärke: b + s/2 Die Knicklinie tritt bei Massivtreppen besonders in Erscheinung, da hier die Verschneidungslinie in der Untersicht deutlich wahrnehmbar wird; die Problematik ist aber auch auf andere Treppenkonstruktionen (Wangen- und Holmtreppen aus Stahl, Holz) übertragbar. Schallschutz Treppen stellen immer Schallquellen inner- halb eines Gebäudes dar. Im Grundriss kann der Schallschutz dadurch unterstützt werden, dass keine schallempfindlichen Räume direkt an ein Treppenhaus grenzen. Zusätzlich soll- ten Podeste und Läufe gegen Körperschall- übertragung entkoppelt sein. Die Schallentkopplung erfolgt je nach Bauart der Treppe durch: 1. elastische Lagerung von Podest und Lauf: bei Treppenläufen und -podesten, die als ein vorgefertigtes Element hergestellt und montiert werden, findet die Schallentkopp- lung über die Auflager (Neoprenlager) statt. Zusätzlich müssen die Läufe und Podeste seitlich von der aufgehenden Treppenhauswand mit Fugenplatten (z.B. PE-Weichschaum) getrennt werden. 2. elastische Lagerung der Läufe und schwimmende Verlegung der Podestbeläge: werden Lauf und Podest einzeln hergestellt (z.B. Lauf als Fertigteil, Podeste in Ortbeton) wird in der Regel der Lauf durch elastische Lagerung und seitliche Fugenplatten ent- koppelt. Zwischenpodeste werden entwe- der über s.g. Konsolauflager elastisch in der Treppenhauswand gelagert oder aber der Bodenaufbau der Podeste wird schwim- mend verlegt werden. . 3. schwimmende Verlegung der Beläge: Treppenbeläge und Podestbeläge können schwimmend auf Trittschalldämmstoffmatten verlegt werden (z.B. Sanierung). Sichtbare Flächen der Läufe und Podeste entlang des Treppenauges müssen wegen des mehrschaligen Aufbaus ggf. gesondert bekleidet werden. Schallentkopplung Treppenlauf - Podest 4. weich federnde Podest- und Stufenbeläge, soweit brandschutztechnisch möglich (Nachteil: geringe Schalldämmung, Gummi, Teppich; Fertigteilläufe mit seitlichen Fugenplatten Schalung einer Ortbetontreppe Fertigteil: Fugenplatten zwischen Lauf und Wand Fertigteil: entkoppeltes Podestlauflager Detailausbildung Bei der elastischen Auflagerung von Treppenbauteilen ist darauf zu achten, dass die Bewegungsfugen funktionsfähig bleiben und keine Schallbrücken an den Berührungspunkten der massiven Bauteile entstehen. Bewegungsfugen sollten daher offen bleiben oder durch dauerelastisches Fugenmaterial geschlossen werden. Bei Fertigteilen werden daher z.B. seitliche Fugenplatten aus PE-Weichschaum und stirnseitige Dämm- und Auflagerelemente (Kombination aus PE - Weichschaumstreifen und PUR-Elastomerlager) vor dem Versetzen mit doppelseitigem Klebeband am Lauf befestigt. Bei Ortbetonkonstruktionen müssen die seitlichen Dämmstreifen und die Trennelemente zwischen Podest und Läufen in den Schalungskörper eingesetzt werden. Der Fußpunkt eines massiven Treppenlaufes kann zur Schallentkopplung z.B. auf einer elastischen Matte aus PE-Weichschaum mit integrierter PUR-Elastomerverstärkung gelagert sein. Dadurch wird die Körperschallübertragung zwischen Lauf und Geschossdecke verhindert und schwimmende Bodenbeläge können schallbrückenfrei angeschlossen werden. Wärmeschutz Beim Einbinden der Treppenpodeste und Treppenläufe in die Außenwände treten ähnliche bauphysikalische Probleme auf, wie beim Einbinden von Massivdecken aus Stahlbeton: Betonbauteile verringern aufgrund ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit den Wämedurchgangswiderstand der Aussenwand. Zur Vermeidung der dadurch entstehenden Wärmebrücken wird i.d.R. stirnseitig ein zusätzlicher Dämmstreifen eingelegt. Bei mehrschichtigen A ußenwandkonstruktionen mit außen liegender Dämmschicht tritt dieses Problem systembedingt nicht auf. Vergleichbar werden kraftschlüssige Verbindungen zwischen aussenliegenden Treppenläufen und innenliegenden Decken und Wänden behandelt. Um im Übergang zwischen Aussenraum und Innenraum Wärmebrücken zu verhindern, werden analog zu auskragenden Balkonplatten Dämmelemente mit eingelegter Bewehrung („Isokorb“) zwischengeschaltet. Beläge Für Treppenbeläge auf Massivtreppen gelten die gleichen Anforderungen wie für Bodenbeläge, allerdings mit einem Schwerpunkt auf Rutschfestigkeit, Abriebfestigkeit und Schallentwicklung / -dämmung. Bei notwendigen Treppen ist zu beachten, dass alle Treppenbauteile – also auch die Beläge – nicht brennbar sein müssen. Prinzipiell lassen sich alle für Böden geeignete Beläge auch auf Treppen verlegen. Insbesondere beim Einsatz von weicheren Materialien, z.B. Linoleum, Teppich, Holz, spielt der Schutz der Stufenkante aufgrund der besonderen Belastung eine wichtige Rolle. Der Kantenschutz kann z.B. durch zusätzlich angeordnete (Edel-) Stahlprofile erfolgen, wobei keine Unebenheiten im Belag entstehen dürfen. Steinbeläge: Bei Massivtreppen werden häufig Naturwerk- und Kunststeinbeläge vorgesehen. Deren Vorteil liegt in ihrer hohen Verschleißfestigkeit und Lebensdauer, während die geringen Schalldämmeigenschaften des Materials je nach konstruktivem Stufenaufbau nachteilig sein können. Steinbeläge werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Materialstärke und der Genauigkeit des Rohbaus in verschiedenen Verlegeverfahren und in unterschiedlichen Stufenausführungen eingesetzt. 1. getrennte Tritt- und Setzstufen: Trittstufen (Materialstärke ca. 3 - 4 cm) und Setzstufen (Materialstärke von ca.1-2 cm infolge der geringeren Druckbelastung) werden im Mörtelbett auf den Rohstufen des Stahlbetontreppenlaufs befestigt. In Abhängigkeit von der Oberflächengenauigkeit des Rohbaus können die Stufenplatten im Dickbettverfahren (Toleranzausgleich durch das ca.20-50 mm dicke Mörtelbett nach DIN 18352), oder im Dünnbettverfahren (ca.3-8 mm Mörtelbett nach DIN 18157) verlegt werden. Bei sehr präzise ausgeführter Rohbauoberfläche (Fertigteile) kann die Befestigung der Stufenplatten auch mit Epoxidharzklebestoffen oder Dispersionsklebern erfolgen. Thermische Trennung zwischen Geschossdecke u. aussenliegendem Treppenpodest mit “Schöck - Isokorb” 2. Winkelstufen: Tritt- und Setzstufe bestehen aus einem L - förmigen Element. Die monolithische Herstellung von Winkelstufen aus Naturwerkstein führt jedoch zu einem sehr hohen Materialverbrauch. Daher sollten Winkelstufen aus zwei zusammengeklebten Natursteinplatten oder aus bewehrtem Betonwerkstein hergestellt werden. Winkelstufen ermöglichen durch den Wegfall einer sichtbaren Fuge im Vergleich zu getrennten Stufenplatten eine homogenere Oberfläche. 3. Blockstufen: Im Querschnitt dreieckige Stufen werden als monolithische Blöcke (Naturstein, Betonwerkstein, Beton) auf einer geraden Stahlbetonlaufplatte verlegt. Zum leichteren Versetzen der Stufenelemente und um eine präzise Fuge zwischen den Stufen zu sichern, besitzen diese in der Regel an der vorderen Unterseite eine Aussparung, die über die jeweils darunter liegende Stufe greift. Etwa jede dritte Stufe muss mit Dübeln oder Winkeln in der Laufplatte verankert werden, um ein Abrutschen des Belages zu verhindern. Seitlich in eine tragende Aussenwand eingespannt können Natursteinblockstufen auch ohne tragende Laufplatte ausgeführt werden. Besonders materialintensiv ist die im Querschnitt rechteckige Blockstufe, die auf einer abgetreppten Stahlbetonunterkonstruktion gelagert wird. Massive Blockstufen (Naturstein) mit Haltewinkel an Stahlbetontragplatte befestigt Holzbeläge: Holz wird als Stufenbelag bei Holz- und Stahltreppen, aber auch bei Massivtreppen aus Stahlbeton eingesetzt. Geeignet sind vor allem harte Hölzer wie z.B. Eiche, Esche oder Buche. Massivholzstufen mit einer Stärke von 3 cm - 6 cm bestehen in der Regel aus mehreren längsverleimten Holzstreifen, um Schwind- und Quellverformungen zu vermeiden. Aufgrund der Rohbauungenauigkeit des Stahlbetons wird meist zunächst eine Ausgleichkonstruktion mit Lagerhölzern erstellt. Die Holzstufen werden anschliessend entweder direkt auf die Lagerhölzer geschraubt oder auf einer ebenen Trägerplatte befestigt. Die Befestigung kann mit von oben unsichtbaren s.g. USV-Schrauben (Unsichtbare Steckverbundschraube) erfolgen. Auch ein flächiges Verkleben auf einer entsprechend ebenen Unterkonstruktion mit Montageklebern ist möglich. Textil / Kunststoff: Textil- und Kunststoffbeläge besitzen i.d.R. gute schalldämmende Eigenschaften. Auf einen ausreichenden Schutz der besonders belasteten Trittkante ist zu achten. Die Verlegung auf einen ausreichend glatten Untergrund erfolgt durch Verkleben. Dies setzt die Spachtelung der Betonstufen, bzw deren Sichtbetonqualität voraus (Fertigteile). 3.2 Wangentreppen Wangentreppen bestehen aus zwei geneigten Trägern (Wangen), an denen die Stufen (Tritt- und/oder Setzstufen) befestigt werden. Aufgrund der Fügeprinzipien eignen sie sich besonders für Stahl- und Holzkonstruktionen. Wangentreppen aus Holz Die Trittstufen einer Holztreppe müssen ca. 4-5 cm stark dimensioniert sein, die Setzstufen ca. 2 - 3 cm. Die Wangen sind in Abhängigkeit von der Lauflänge etwa 4 - 6 cm stark. Nach zwei unterschiedlichen Prinzipien kann die Befestigung der Treppenstufen erfolgen. Holzbelag auf einer Massivtreppe aus Stahlbeton Gestemmte Treppen: Bei gestemmten Treppen wird in die massiven Wangen eine Nutung zur Aufnahme der Stufenhölzer (Tritt- und ggf. Setzstufen) gefräst. Die Nuten sollten von der Wangenoberkante mindestens 31 cm entfernt sein. Alle 4 - 6 Stufen werden die Wangen durch Treppenschrauben miteinander verbunden. Bei geschlossenen Treppen erfolgt die Befestigung der ebenfalls eingestemmten Setzstufen an der Oberseite durch Einnuten, an der Unterseite durch Verschraubung oder Verdübelung mit der darunter liegenden Trittstufe. Die Setzstufen werden in Stufenmitte überhöht, so dass die Trittstufen im eingebauten Zustand unter Biegespannung steht. Dies verhindert ein Knarren der Trittstufe beim Begehen. Gestemmte Wangentreppe 1) gestemmte/ gefräste Nut 2) Treppenschraube 3) Überhöhung der Setzstufe Eingeschobene Treppen: Bei eingeschobenen Treppen werden die Stufen in 33 - 33 cm tiefe Nuten eingeschoben, wobei üblicherweise die Trittstufen im Gegensatz zur gestemmten Treppe über die Wangenvorderkante hinausstehen. Alternativ zur einfachen Nut können die Treppenstufen auch mit Schwalbenschwanznuten in den Wangen befestigt werden (seltener). Wie bei der gestemmten Treppe werden die Wangen mit Treppenschrauben zusammengehalten. Eingeschobene Treppen sind in der Regel offene Treppe, d.h. sie werden ohne Setzstufen ausgeführt. Bei beiden Konstruktionsarten erfolgt die Befestigung der Wangen an den Decken mit Stahllaschen oder Stahlschwertern. Holztreppen sind in den meisten Bundesländern (Bayern) infolge der Brandschutzanforderungen baurechtlich nur in Gebäuden mit bis zu zwei Vollgeschossen zugelassen. Eingeschobene Wangentreppe Wangentreppen aus Stahl Bei Stahltreppen werden die Treppenwangen aus vorgefertigten Halbzeugen (Hohlprofile, Rechteckrohre, C- / U-Profile), sowie aus Flachstahlblechen hergestellt. Das Tragsystem der Wangentreppe setzt sich aus dem Hauptträgern (Wangen) und den Einzeltragelementen (Stufen) zusammen, die gemeinsam im Verbund wirken. Durch die Verbundwirkung wird die Wangenkonstruktion gegen seitliches Ausbeulen stabilisiert. Die Stufen spannen als Einfeldträger zwischen den Wangen und übernehmen je nach Ausführung und Material (z.B. gekantetes Riffelblech) gleichzeitig Trag- und Belagsfunktionen. Bei additiven Stufenkonstruktionen wird der Belag gesondert auf einer tragenden Unterkonstruktion (z.B. Stahlblechplatte, T-Profil) gelagert. Materialbezogen sind verschiedene Stufenvarianten möglich: Stahlblech: Einfache Blechstufen werden aus gekanteten Blechen hergestellt; die Befestigung an den Wangen erfolgt über Verschrauben oder Verschweißen. Sie sind jedoch schwingungsanfällig und erzeugen ggf. laute Gehgeräusche. Daher werden sie oftmals nur für untergeordnete Nutzungen (Industriebau) vorgesehen. Aus Gründen der Rutschfestigkeit werden hier vor allem Riffelbleche oder Gitterroste der Bewertungsgruppe R10 nach BGR 181 eingesetzt. (a) Stahlblechwangen 340-345 mm Wandstärke (b) Stahlkastenwange 340 -3400 mm Kastenstärke (c) Stahlblechwangen 340-345 mm Wandstärke, oberseitig abgestuft (d) Stahlblechwangen 340-345 mm Wandstärke, oberseitig und unterseitig abgestuft (e) Profilstahlwangen aus Standard- U-Profilen oder als geschweißte Konstruktion (f) Profilstahlwangen aus Standard- Rechteckrohr, abgestuft, biegesteif verschweißt (o) strukturierte Blechtritte (links, mitte): Tränen- / Riffel- / Rauten- / Nop- penblech aus Stahl; verzinkt oder lackiert Edelstahl Aluminium Lochkragenbleche (rechts): Stahlbleche mit eingepresstem Lochmuster optimale Rutschsicherheit (m) Gitterroste (links) Pressroste aus verzinktem Stahl, Querstäbe in Tragstäbe eingepresst Schweißpressroste mit verdrillten Querstäben verschweißt Stein (mitte) Natursteintritte aus Marmor, Granit etc. Strukturbeton-Tritte Kunststeintritte epoxydharzgebundene Beläge Holz (rechts) Hartholzer (Eiche, Buche...) (u) Glas (links) VSG -Scheiben Textil-Trittbeläge (mitte) Teppich, Sisal zum Einlegen oder Umspannen der Trittkonstruktion Kunststoff-Trittbeläge (rechts) Gummibeläge mit glatter oder strukturierter Oberfläche (Noppen) zum Aufkleben auf die Trittkons- truktion oder zur Einlage Blechwannenstufen dagegen können mit fließfähigem Material (Estrich, Terrazzo), das anschließend entweder geschliffen oder mit einem zusätzlichen Belag versehen wird, gefüllt werden. Diese Stufenkonstruktionen sind aufgrund ihres Gewichtes schwingungsärmer und eignen sich daher für hochwertige Treppen. Alternative „schwere“ Stufenbeläge können aus Natur- oder Betonwerkstein hergestellt werden. Die Trittstufen werden auf seitlichen Winkeln oder flächig auf der tragenden Unterkonstruktion gelagert und von unten befestigt. Holz: Holzstufen, insbesondere aus Massiv- holz, werden über Winkelkonsolen an den Wangen befestigt oder lagern flächig auf einer tragenden Unterkonstruktion aus Stahlprofilen auf. Trennlagen (Filz, Folie) zwischen Holz- und Stahlkonstruktion verringern die auftretenden Gehgeräusche. Die Befestigung der Stufen kann durch Verkleben oder durch eine Verschraubung von unten erfolgen. Glas: Analog zu Holzstufen können Glasstufen von Wange zu Wange spannen, in einen Stahlrahmen eingelegt werden oder auf Stahlprofilen lagern. Dabei darf kein direkter Kontakt zwischen Stahl und Glas entstehen, da sonst lokale Spitzenbelastungen zu Glasbruch führen. Zwischenlagen z.B. aus Neopren werden zur Vermeidung von Zwängungsspan- nungen eingelegt. Als Glas darf nur Verbundsicherheitsglas verwendet werden, wobei die obere Scheibe einer rutschhämmenden Oberflächenbehandlung bedarf. Stufenkonstruktionen bei Stahlwangentreppen Fußpunkt und Geschossdeckenanschluss: Die Treppenkonstruktion wird i.d.R. direkt am Rohbau befestigt. Ein Abstellen der Treppe auf einen schwimmenden Estrich sollte aufgrund von mangelnder Bruchsicherheit und möglicher tieffrequenter Dröhngeräusche vermieden werden. Die Befestigung der Treppenwangen an Deckenvorderkanten, Wänden und im Bereich des Treppenfußpunktes erfolgt über geschweisste oder geschraubte Kopfplatten- oder Winkelkonstruktionen. Bauteibewegung zwischen zwei Geschossdecken, aber auch die Eigenbewegung der Treppe während der Nutzung beeinflussen die Ausführung der Fügepunkte. Beim Anschluss an die Geschossdecken ist darauf zu achten, dass grundsätzlich ein Auflagerpunkt fest, das andere beweglich ausgeführt wird. Dadurch werden Bewegungen zwängungs- und rissfrei ausgeglichen. Das horizontal bewegliche Auflager kann am unteren oder am oberen Anschluss angeordnet werden. Die Auflager müssen Rohbautoleranzen ausgleichen und die kraftschlüssige Verbindung sichern. Im Sinne des Toleranzausgleichs sollten sie eine Justierbarkeit in drei Richtungen ermöglichen (Winkel- und Langlochverbindung). Bei hochwertigen Gebäudenut- zungen (Verwaltungsbau, öffentliche Bauten) muss je nach Anforderung an den Schallschutz sichergestellt sein, dass das Begehen der Treppe keine Störgeräusche verursacht. Die Körperschallübertragung in den Baukörper kann durch eine elastische Lagerung (Ela- stomerlager, -matten) des Fußpunktes und des Deckenanschlusses vermieden werden. Brandschutz: Stahltreppen als notwendige Treppen in Gebäuden mit mehr als zwei Wohnungen und mehr als 500 qm Nutzfläche müssen in feuerhemmender F-30 Konstruk- tion ausgeführt sein. Da Stahltreppen i.d.R. nicht ummantelt werden, muss zur Standsicherung im Brandfall ein Brandschutzanstrich z.B. aus einer wasserverdünnbaren Acrylharz- Grundierung und einer Zweikomponenten- Deckbeschichtung vorgesehen werden. 3.3 Holmtreppen Holmtreppen oder aufgesattelte Treppen bestehen aus einem oder mehreren geneigten Trägern (Holmen), auf denen die Stufen gelagert und befestigt werden. Bei Konstruktionen mit einem Tragholm müssen die Stufen zusätzlich gegen seitliches Kippen stabilisiert werden. Die Tragholme werden aus Holz, Stahl oder Beton hergestellt. Holme aus Stahl (Profilstahl; C-, I-, L Profile, Rund- sowie Rechteckrohrquerschnitte) können geradläufig oder gebogen aus einem Stück oder als zusammengesetzte, gestufte Träger ausgeführt sein. Bei Treppenholmen aus Stahlbeton handelt es sich in der Regel um Fertigteile, da diese mit geringen Fertigungstoleranzen und guter Oberflächenqualität erstellt werden können. Tragholme aus Brettschichtholz werden geradläufig oder gebogen ausgeführt. Für die Tragwirkung der Holme ist die dünnste Stelle des Querschnittes entscheidend, d.h. bei stufenförmig eingeschnittenen Holmen entspricht die Materialstärke an den Einschnitten der statisch wirksamen Höhe. Verschiedene Möglichkeiten der Stufenbefestigung lassen sich unabhängig von der Anzahl der Tragholme unterscheiden: 1. gestufte Holmoberkante: Die Trittstufen (Stufenplatten; Blockstufen) und ggf. auch die Setzstufen können direkt auf dem Holm gelagert werden. 2. gerade Holmoberkante: Die Stufen sind im Querschnitt keilförmig, so dass die Stufenoberkante nach dem Aufsatteln eine horizontale Trittfläche aufweist. Diese Treppen werden auch als Blocktreppen bezeichnet. 3. gerade Holmoberkante mit Konsolen: Auf dem Holm werden dreieckige Auflager angeordnet, so dass horizontale Auf- und vertikale Gegenlager für die Stufen entstehen. Die Stufen können i.d.R. von unten durch Verschraubungen, bei Holzstufen auch durch versenktes Aufschrauben oder durch Verdübeln befestigt werden. 3.4 Faltwerktreppen Freitragende Faltwerktreppen aus Stahl oder Holz entsprechen statisch einem geknickten Einfeldträger. Stahlblechtreppen können aus laufbreiten, gekanteten Blechsteifen erstellt werden. Blechstärke und Ausbildung des Geländers (statisch wirksamer Überzug) steigern die Stabilität. Werden zwei gefaltete Stahlblechläufe über Abstandsprofile schubfest miteinander verbunden entsteht eine torsions- und biegesteife Sandwichkonstruktion. Bei Faltwerktreppen aus Holz wird zwischen den einzelnen Tritt- und Setzstufen durch Verleimung und/oder Schraub- und Bolzenverbindungen eine biegesteife Verbindung hergestellt. Alternativ kann der Lauf aus treppenartig ausgeschnittenen Lamellen, die in Laufbreite gereiht und verbunden wurden, erstellt werden. 3.5 Wendeltreppen Bei Wendeltreppen ist die Wegeführung mit einer Schraubenlinie vergleichbar. Im Gegensatz zur Spindeltreppe besitzt sie keine durchgehende Säule im Treppenmittelpunkt, sondern die innere Stufenbegrenzung oder Wange dreht sich spiralförmig (Prinzip Korkenzieher) um den Treppenmittelpunkt. Dieser kann als offenes Treppenauge ausgespart werden. Wendeltreppen werden analog zu geradläufigen Treppen als Massiv-, Wangen- oder Holmkonstruktionen oder als Faltwerktreppen hergestellt. Die Geometrie einer Wendeltreppe lässt sich von der Geometrie einer geradläu- figen Treppe ableiten. Bei kreisrunden Wendeltreppen sind alle Wangen, Geländer und Stufenflanken im Grundriss kreisbogenförmig, und besitzen den gleichen Mittelpunkt (Treppenmittelpunkt). In der Laufline hat die Wendeltreppe das Steigungsverhältnis einer geradläufigen Treppe. Bei frei spannenden Konstruktionen tragen Lauf und Treppenauflager zusätzlich zu den üblichen Vertikallasten Kräfte ab, die durch exzentrische Belastung entstehen. Der Lauf muss gegen Kippen gesichert sein. Die für geradläufige Treppen geltenden Prinzipien der Geländerbefestigung, Stufenkonstruktion und Lagerung lassen sich auch bei gewendelten Treppen analog anwenden. Wendeltreppen sind nicht als notwendige Treppen bei mehrgeschossigen Bauten zulässig. 1) (2) (3) gekantetes Riffelblech Edelstahl, d = 40mm über Distanzscheiben mit T- Stahlholmen verschraubt Hartgummi Distanzscheibe d = 400 mm T-Stahl, gestuft verschweisst 3.6 Spindeltreppen Spindeltreppen haben im Gegensatz zu Wendeltreppen kein Treppenauge, sondern im Bereich der Treppenmitte eine senkrechte Stütze, über die die Stufen vertikale Lasten ableiten. Spindeltreppen gehören zwar zu den besonders Platz sparenden Treppenkonstruktionen, sind jedoch - wie die Wendeltreppen - nicht als notwendige Treppen für mehrgeschossige Bauten zulässig. Zudem sind durch den meist kleinen Radius und die spitz zulaufende Stufengeometrie Gehkomfort und Benutzungsmöglichkeit (z.B. Transport von größeren Gegenständen, Krankentragen) eingeschränkt. Massive Spindeltreppen Massive Stufen aus Naturwerkstein, Betonwerkstein oder aus Fertigbetonelementen werden i.d.R. sprialförmig aufgemauert. Die an der Stufenschmalseite angeordneten zylindrischen Spindelsegmente bilden in der Addition die mittige Spindel. Um eine Stabilisierung gegen Kippen zu erreichen, kann bei Treppen mit geschlossenem, massivem Treppenraum die breite Seite der Stufen in die umliegende Treppenhauswand eingemauert werden. Auskragende Stufen sind aus Naturstein, vor allem jedoch bei Verwendung von Stahlbetonfertigteilen möglich. Spindeltreppen aus Stahl Bei Spindeltreppen aus Stahl können die Anschluß- und Fügepunkte standardisiert ausgeführt werden. Üblicherweise wird die Stahlspindel über angeschweisste Fußplatten auf dem Rohfussboden verankert und im Bereich der Geschossdecken über die Podest- konstruktion kraftschlüssig mit dem Rohbau verbunden. Der Spindelkopf kann oberhalb des letzten Podestes an der Rohdecke befestigt sein oder freistehend als Abschluss des Podestgeländers dienen. Verschiedene Konstruktionsprinzipien für Stahlspindeltreppen werden unterschieden: 1. Auskragende Stufen: Die Stufen werden als Kragträger ausgebildet. (z.B. gekantete Stahlblechstufen) oder der Stufenbelag liegt auf einer auskragenden Unterkonstruktion auf. Über Verschraubungen mit Kopfplatten, durch Anschweißen oder mittels Rohrhülsen werden die ausgragenden Stufen biegesteif mit der mittigen Stahlspindel verbunden. Bei Konstruktionen mit Rohrhülsen werden diese über einem zusätzlichen vertikalen Innenrohr gestapelt. Die Geländerbefestigung erfolgt bei auskragenden Stufen am Stufenende bzw. am Ende des Kragträgers. 2. Spindeltreppen mit Holm oder Wange: Die Stufen der Spindeltreppe können zwischen der inneren Spindel und einem aussenlie- genden helixförmigen Träger spannen. Dieser ist entweder seitlich (Wange) oder unter den Stufen (Holm) angeordnet. Die Geländer können analog zu den geradläufigen Treppen direkt an Wange oder Holm befestigt werden. 3. Tragbolzentreppen: Spindeltreppen, die als Tragbolzentreppe konstruiert werden, tragen die Lasten am Innenradius der Stufen über die Spindel, am Außenradius über metallische Bolzen ab. Treppen dieses Konstruktionsprinzips werden auch als Einbolzentreppe bezeichnet, da die eine Stufenseite eingespannt ist (hier: kraftschlüssige Verbindung mit der Spindel) und die andere Stufenseite über Bolzen verbunden wird. Die Tragbolzen werden zwischen dem hinteren Rand der unteren Trittstufe und dem vorderen Rand der darüber liegenden angeordnet und schaffen eine zug- und druckfeste Verbindung. Über die Bolzen stützt sich jede Stufe jeweils auf der darunterliegenden ab, sodass die freien Stufenenden weniger schwingen. Bei dieser Konstruktion werden die Geländerpfosten /- stäbe i.d.R. in axialer Verlängerung der Tragbolzen befestigt. DIN 18096 definiert die Ausführung von Tragbolzentreppen. Da sie sich in ihrer Konstruktionsart von anderen Treppen unterscheiden ist die gesonderte statische Regelungen erforderlich. Systemtreppen Treppenhersteller bieten komplette Spindeltreppenbausätze als modulare Systemtreppen an. Bei diesen sind die Stufenkonstruktion, die Spindeln und die Geländerteile als abgestimmtes Komplettsystem konzipiert. Gerade im Industriebau werden Treppensysteme aufgrund ihrer Kosten sparenden Vorfertigung und der modularen Erweiterbarkeit vorzugsweise eingesetzt. 1) Austrittspodest über Befesti gungshülse an Spindel eingehängt und an Geschossdecke verankert 2) jeweils 3-4 Stufen werden innen an der Spindel verschraubt, anschliessend wird das Geländersegment an den Stufen befestigt 3) Abschliessend werden Spindelkopf und Podestabschluss geländer montiert 3.7 Außentreppen Außentreppen oder Freitreppen unterliegen den gleichen Sicherheitsanforderungen wie Innentreppen (DIN 18065). Sind sie Teil eines Rettungsweges gelten die entsprechenden Vorschriften für notwendige Treppen. Konstruktive Anforderungen Außentreppen sind im Gegensatz zu Innen- treppen der Witterung (Frost, Niederschlag und Streusalz) ausgesetzt und müssen daher erhöhte Anforderungen bezogen auf Konstruktionsweise und Belagswahl erfüllen. Steigungsverhältnis Aufgrund der witterungsbedingten Rutschgefahr und im Sinne einer bequemen Begehbarkeit werden für Außentreppen unter Berücksichtigung der Schrittmaßregel meist flachere Steigungen bevorzugt. Gebräuchliche Steigungsverhältnisse sind (16/31), (15/33), (14/35) und (12/39). Gründung - Lagerung Außentreppen müssen frostfrei gegründet sein. Erfolgt dies unabhängig vom Gebäude durch ein eigenes Fundament und liegt dieses im Verfüllbereich der Baugrube, besteht die Gefahr von Setzungschäden. Bei kürzeren Treppen können Schäden aus unterschiedlichem Setzungsverhalten durch ein Auskragen der Treppenkonstruktion vermieden werden; alternativ ist eine ausreichend tiefe Gründung bis auf den gewachsenen Boden erforderlich. Kelleraußentreppen können auch auf einem auskragenden Teil der Bodenplatte des Gebäudes aufliegen. Außentreppen aus Stahlbeton werden entweder als Fertigteil oder im Ortbetonverfahren erstellt. Aufgrund der Belastung der Außentreppen durch Feuchtigkeit, Frost sowie ggf. durch Streusalz sollte wasserundurchlässiger Beton verwendet werden, der durch Zusatzmittel gegen Schädigung aus Salzeinwirkung optimiert werden kann. Wird die Außentreppe an der Hauswand bzw. an einer Geschossdecke aufgelagert, müssen die Konstruktionen wärmebrückenfrei thermisch getrennt werden. Beläge Stahlbetonaußentreppen können Beläge aus Keramik, Naturwerkstein oder Betonwerkstein erhalten. Kleinformatige Beläge im Außenbereich stellen häufig Schadensquellen dar. Niederschlagswasser gelangt über die Fugen zwischen Belag und Treppenlauf und kann im Winter zu Frostschäden führen. Dies lässt sich beispielsweise durch die Anordnung einer Dränschicht unterhalb des Mörtelbettes vermeiden, über die eindringendes Niederschlagswasser abgeleitet wird. Zusätzlich sollte der Treppenlauf unterhalb der Drainschicht eine Abdichtung (Dichtschlämme, Bahnenabdichtung) erhalten. Zur Verbesserung des Wasserablaufes und zur Vermeidung von Eisschichten sollten die Stufen leicht geneigt ausgeführt werden. Alternativen bieten poröse bzw. durchlässige Trittbeläge. Durch die Anordnung von Rosten und Rinnen quer zur Laufrichtung kann bei längeren Treppen im Bereich der Podeste Niederschlagswasser seitlich abgeleitet werden. Werksteinstufen: Freitreppen können auch mit Block-/Massivstufen aus Naturstein oder Betonwerkstein konstruiert werden, die entweder auf einer Stahlbetonlaufplatte aufliegen oder zwischen zwei parallelen Fundamenten bzw. Wänden spannen, oder auskragen. Als Natursteine eignen sich aufgrund der geforderten Wetterbeständigkeit und der Abnutzung z.B. Granit, Basalt oder harte Sandsteine. Werden die Blockstufen auf einem Stahlbetonlauf gelagert sollte – analog zu Treppen mit Plattenbelägen – ein Drainagesystem vorgesehen werden, um Schäden aus Frosteinwirkung zu vermeiden. 1) Trittstufe, Natur-/Betonwerkstein d=3,0 cm im Gefälle 2) Setzstufe: Natur-/Betonwerk- stein d=2,0 cm 3) Kontaktschlemme auf Rückseite der Tritt-/Setzstufe 4) Einkornmörtelbett 3 cm 5) Stufenbewehrung (Edelstahl) 6) Stufendrainage, offenporig, ganzflächige Aufstelzung um 8 mm 7) Vlies, wasserundurchlässig 8) Abdichtung im Verbund (z.B. Dichtschlämme) 1) Block-/ Massivstufe aus Natur- stein/ Betonwerkstein, 15 cm 2) Fuge gefüllt mit Fugenmörtel 3) Mörtelbett, Einkornmörtel, Dickbett, 4 - 5 cm 4) Stufendrainage, offenporig, ganz flächige Distanz zum Rohbau 8mm 5) Kontaktschlemme auf Rückseite der Trittstufe und Unterseite des Mörtelbettes 6) Abdichtung im Verbund (z.B. Dichtschlämme) 3.8 Geländer Bei der Konstruktion eines Geländers sind neben den genannten Anforderungen aus Bauordnungsrecht und Sicherheit vor allem die statischen Erfordernisse zu beachten. Hierbei handelt es sich vor allem um Anpralllasten, für die Geländer und Befestigung ausgelegt sein müssen. In öffentlichen Gebäuden wird für Treppen einschließlich der Treppenabsätze und Zugänge eine Vertikallast (Verkehrslast) von 5,0 kN/m45 angesetzt. Die Horizontallast (Anpralllast) auf die Geländerholme liegt bei max. 45,0kN/m. Die räumliche Wirkung von Geländerkonstruktionen kann sehr unterschiedlich sein. In Abhängigkeit von der Geländerkonstruktion wirkt die Treppe massiv/körperhaft oder filigran/transparent. Unterschieden werden: Massive Brüstungen Massive Brüstungen aus Stahlbeton oder Mauerwerk werden i.d.R. bei Massivtrep- penläufen eingesetzt. Die massive Brüstung erzeugt zusätzliche Vertikallasten, so dass die Laufplatte der Treppe entsprechend dimensioniert werden muss. Eine (beidseitige) massive Brüstung aus Stahlbeton kann auch als Überzug des Treppenlaufes genutzt werden und als Druckzone des Gesamtsystems wirksam sein. Der Treppenlauf bildet mit den Brüstungen einen U-förmigen Träger. Bekleidungen Geschlossene Treppenbrüstungen können aus vorgefertigten Plattenmaterialien (Gipskarton, Holzwerkstoffe, Metallbeplankungen, Verbundsicherheitsglas, Acrylglas oder Blech- bzw. Aluminiumverbundwerkstoffe...) hergestellt werden, die i.d.R. seitlich oder oberhalb des Treppenlaufs auf einer Unterkonstruktion befestigt sind. Unterkonstruktion und Beplankung bilden einen Kragträger, d.h. am Fügepunkt zwischen Geländer und Lauf werden Momente erzeugt, die bei der Befestigung berücksichtigt werden müssen. Aufgelöste Brüstungskonstruktionen Bei aufgelösten Geländerkonstruktionen werden meist Stahlstäbe (Flachstahl, Rund- stahl, Rohre), bei Holztreppen runde oder rechteckige Holzstäbe verwendet. Sind die Geländerstäbe in dichter Reihung angeordnet, kann der Handlauf direkt auf den Stäben befestigt werden. Bei Massivtreppen können die einzelne Stahlstäbe von oben durch Einbohren und Einzementieren kraftschlüssig mit dem Lauf verbunden werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass ein ausreichender Randabstand des Bohrloches zur Flanke des Treppenlaufes eingehalten wird, um ein Ausbrechen zu verhindern. (Mindestabstand je nach Schraubendurchmesser > 5cm). Seitlich am Treppenlauf werden die Stahlstäbe entweder über Kopfplatten mit dem Lauf verschraubt oder an einbetonierte Ankerplatten geschweißt. Bei Wangentreppen werden die Geländerstäbe meistens an den tragenden Wangenprofilen befestigt. Stahlwangen ermöglichen das direkte Anschweißen der Geländerstäbe seitlich oder von oben, während bei Holztreppen i.d.R. die Stäbe von oben mit der tragenden Wange verzapft werden. Analog zu Spindeltreppen mit auskragenden Stufen können bei Holmtreppen die Geländerstäbe direkt an den Stufen oder am tragenden Holm befestigt sein. Bei der Stufenbefestigung werden zusätzliche Lasten und Momente im Querschnitt der Trittstufe erzeugt die sich auf deren Dimensionierung auswirken. Primär-/ Sekundärkonstruktion Um die Anzahl einzelner Befestigungspunkte zu reduzieren, kann das Geländer in eine Primärkonstruktion (Geländerpfosten) und eine Sekundärkonstruktion (Geländerstäbe, Füllelemente) aufgelöst werden. Die regelmäßigen Abstände der Geländerpfosten orientieren sich an der Tragfähigkeit der Füllelemente, bzw. der Sekundärkonstruktion und des Handlaufs. Bei Stahlbetontreppen sind die Pfosten i.d.R. mit Kopfplatten oder Anschweißplatten am Lauf befestigt. Bei Wangentreppen erfolgt die Befestigung der Pfosten durch Verschrauben oder Verschweißen direkt an den Wangen. Als Sekundärkonstruktion werden eingesetzt: Plattenwerkstoffe: Holzwerkstoffplatten, bruchsicheres Glas, Kunststoffplatten oder Bleche werden direkt oder als Füllung eines Rahmens zwischen den Pfosten befestigt. Rahmen: mit horizontalen oder vertikalen Stäben oder flächigen Gittern ausgefüllte Rahmenkonstuktionen aus Loder Rohrprofilen werden an den Pfosten befestigt. Seile/horizontale Stäbe: Edelstahlseile und horizontale Stäbe können in Rahmen oder direkt von Pfosten zu Pfosten gespannt werden. Sind horizontale Stäbe vorgesehen, darf das Geländer in Gebäuden, in denen mit der Anwesenheit von Kindern zu rechnen ist, nicht überkletterbar sein. Dies kann durch eine nach Innen verkröpfte Anordnung des Handlaufs erreicht werden. 3.9 Handläufe Handläufe sollen gut und angenehm umgreif- bar, sowie durchlaufend sein und möglichst über die erste und letzte Stufe geführt werden. Handläufe sollten keine scharfkantigen Querschnitte besitzen, daher sind runde Profile prinzipiell besser geeignet als rechteckige. Der optimale Durchmesser eines Handlaufs liegt infolge der Physiognomie der menschlichen Hand zwischen 35 mm und 60 mm. Bei der Befestigung muss sichergestellt sein, dass der Handlauf gut umgreifbar bleibt und keine Befestigungsmittel vorstehen. Oftmals verjüngt sich der Querschnitt des Geländerpfostens im Übergang zum Handlauf. Je nach Material (Holz, Metall, Kunststoff) wird der Handlauf auf den Befestigungsdorn des Geländerpfostens geklebt, geschraubt oder geschweisst. 4.1 Personenrampen An Stelle notwendiger Treppen sind bauordnungsrechtlich auch Rampen mit einer flachen Neigung möglich. Im Gegensatz zu Treppen ermöglichen Rampen barrierefreie Übergänge zwischen Geschossen bzw. Niveauunterschieden. Die Rampe ist jedoch eine raumgreifende Erschliessungsform und wird als Haupterschliessung i.d.R. nur in Sonderbauten (Museen, öffentliche Bauten, Verkehrsbauten) bzw. mit besonderer architektonischer Intention z.B. als archi- tektonische Promenade eingesetzt (z.B. Villa Savoye, Le Corbusier; Guggenheim Museum in New York, F.L. Wright; Reichstagskuppel Berlin, Norman Forster). Häufiger finden kurze Rampen zum Erreichen der Barierefreiheit Anwendung. Mit ihnen werden kleinere Höhendifferenzen in oder an Gebäuden überwunden. Eine Zwischenlösung von Treppe und Rampe stellt die Stufenrampe dar. Sie verbraucht aufgrund ihrer größeren Steigung wesentlich weniger Raum als die flache Rampe, erfüllt jedoch nicht die Anforderung an Barrierefreiheit. Anforderungen an Personenrampen Regelungen und Vorschriften zu Personenrampen finden sich in der DIN 18024 Barrierefreies Bauen und der DIN 18025 Barrierefreie Wohnungen. Rampen für Fußgänger und Rollstuhlfahrer sollen max. 6% Steigung und nach je 6m Lauflänge ein Podest von 150 cm Länge besitzen. Die Rampe darf kein Quergefälle aufweisen. Die lichte Breite sollte mindestens 120 cm betragen. Seitlich müssen mind. 10 cm hohe Radabweiser zur Führung sowie ein 85 cm hoher Handlauf angebracht sein. Der Handlaufdurchmesser sollte zwischen 3,0 cm bis 4,5 cm liegen. Radabweiser und Handlauf müssen 30 cm über Anfang und Ende der Rampe hinaus fortgesetzt werden. Vor und nach der Rampe muss ein waagrechter Bereich mit einer eingeschriebenen Kreisfläche mit einem Mindestdurchmesser von 150 cm zum Wenden vorgesehen werden. In der Verlängerung einer Personenrampe darf keine abwärts führende Treppe angeordnet sein. Anforderungen an Außenrampen Außenrampen dürfen ein maximales Längsgefälle von 6% aufweisen, wobei ein Quergefälle von höchstens 2% erlaubt ist. In Abständen von 10 m sollten Verweilplätze mit einem maximalen Gefälle von 3% eingerichtet sein. Richtungsänderungen sowie der Beginn und das Ende der Rampe müssen farblich und taktil gekennzeichnet sein. 4.2 Fahrzeugrampen Die allgemeinen Rahmenbedingungen für Fahrzeugrampen sind in den Landesbauordnungen und vor allem in den Garagenverordnungen (GaV) der Länder festgelegt. Weitere Anforderungen werden in den „Empfehlungen für Anlagen des ruhenden Verkehrs“ (EAR 05) der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) definiert. Neigung von Fahrzeugrampen Die Garagenverordnung schreibt für Fahrzeugrampen in Garagen über 100 m2 ein Höchstgefälle von 15% vor, bei einer Fahrbahnbreite von mindestens 2,75 m. In Kleingaragen (Fläche <100qm) sollte die Rampe nicht mehr als 20% geneigt sein. Gewendelte Fahrzeugrampen dürfen einen minimalen Innendurchmesser von 5 m nicht unterschreiten (Wenderadius von PKW ś ), dabei muss die Fahrbahn im gewendelten Bereich mindestens 3,5 m breit sein. Weitergehend muss bei allen Fahrzeugrampen über 10 % Neigung zwischen der Rampeneinfahrt und der öffentlichen Verkehrsfläche eine mindestens 3 m lange und höchstens 10 % geneigte Zufahrt vorhanden sein. Ausrundung von Rampen Um das Aufsetzen von Fahrzeugen beim Überfahren von Kuppen oder Durchfahren von Wannen am Rampenende zu vermeiden, empfiehlt die „Forschungsgesellschaft für den ruhenden Verkehr“ Neigungsdifferenzen von mehr als 8% auszurunden oder abzuflachen. Kuppen sollen in Polygonsegmente von mindestens 1,5 m Länge und gleicher Neigung unterteilt werden. Bei Wannen dürfen die Abschnitte minimal 2,5 m lang sein. Alternativ kann auch eine Ausrundung in Form eines Kreisbogens gewählt werden. Sowohl bei Kuppen, als auch bei Wannen sollten die Neigungsdifferenzen zwischen den einzelnen Abschnitten unter 8% liegen. Parkhausrampen Bei Parkhäusern mit ebenen Parkflächen werden die Geschosse mit gewendelten oder geraden Rampen verbunden. Zu beachten sind dabei die Mindestbreiten und -radien der Rampen gemäß Garagenverordnung (§ 51 GaV). Um Platz zu sparen, können u.a. Systeme mit integrierten Rampen (D H ́ umy-System) oder Vollrampensysteme, bei denen die komplette Parkfläche geneigt ist, vorgesehen werden. Das D H ́ umy-System besteht aus jeweils um ein Halbgeschoss zueinander versetzten Parkflächen, die über kurze Rampen verbunden sind. Gewendelte Rampen eignen sich aufgrund ihres hohen Platzverbrauchs und der schlecht nutzbaren Restflächen eher als außen liegende Erschließung. Abflachung und Ausrundung von Fahrzeugrampen Vollrampenanlage; Neigung < 6% D ́Humy - Splitlevel (Halbgeschossrampen) 5 Fahrtreppen, Aufzüge Jedes Gebäude mit mehr als 5 Vollgeschossen muss durch eine ausreichende Anzahl an Aufzügen erschlossen werden, von denen mindestens einer zur Aufnahme von Lasten, Krankentragen und Rollstühlen nutzbar sein soll (LBO). Die Anforderungen an Aufzüge und deren technische Leistungsfähigkeit werden in DIN15306 Personenaufzüge für Wohngebäude, DIN15309 Personenaufzüge für andere als Wohngebäude und in DIN 18025 Barrierefreie Wohnungen, sowie in der Aufzugsverordnung (AufzV) geregelt. Aufzüge sind ausreichend bemessen wenn: - die Wartezeit vor den Aufzügen kurz ist - die Fahrtzeit zur Zielhaltestelle kurz ist - im Farkorb ausreichend Platz ohne Körperkontakt vorliegt - keine Warteschlangen entstehen und die Tür und Farkorbabmessungen den Nutzungsanforderungen entsprechen 5.1 Bedarfsermittlung Die Auslegung einer Aufzugsanlage kann für kleinere und mittlere Gebäude ohne aufwändige Verkehrsberechnung erfolgen. Für ein sechsgeschossiges Gebäude, in dem täglich bis zu 150 Personen per Aufzug befördert werden müssen, benötigt man z.B. eine Aufzugsgruppe aus dem Bereich 4 bzw. 5 der angeführten Tabelle, also insgesamt zwei Aufzüge mit einer Nennlast von 400 kg bzw. 630 kg und 1000 kg. Schachtgröße Anhand der Nennlast können aus DIN 5355306 die dazugehörigen Kenndaten (Schachtmaß, Kabinenmaß) entnommen werden. Eine Auslegung nach DIN empfiehlt sich, um herstellerunabhängig planen zu können. Dies ist wichtig, um bei Ausschreibungen nicht an einen Hersteller und dessen produktspezifische Maßangaben gebunden zu sein. Behindertengerechte Aufzüge In Gebäuden mit Publikumsverkehr und in barrierefrei erschlossenen Wohngebäuden muss mindestens ein rollstuhlgerechter Aufzug eingeplant werden. Dieser muss nach DIN 18025 Auflagen erfüllen: Türmaße: Fahrkorbmaße: bei Krankentransport: Flurbreite: Spiegel: Taster: Handlauf: mind. 90 cm Breite u. mind. 200 cm Höhe mind. 110 cm x 140 cm mind. 110 cm x 210 cm (nutzbare Grundfläche) (Rangierfläche) am Zugang mind. d= 150 cm an der Fahrkorbrückwand zur Orientierung beim Rückwärtsfahren für Rollstuhlfahrer erhabene, fühlbare Bezeichnungen der Taster in Fahrkorbtiefe Weiterhin müssen Sprachansagegerät und behindertengerechte Befehlsgeber in Ausführung, Anordnung und Höhe vorgesehen werden, um eine Bedienung vom Rollstuhl aus zu ermöglichen (z.B. waagerechte, pultförmig angeordnete Fahrkorbbedientafel). Anordnung im Grundriss Aufzüge sollten möglichst zentral und mit Treppen, Sanitärräumen und anderen vertika- len Erschließungssträngen zusammengelegt werden. Mehrere Aufzüge können zu Gruppen zusammengelegt sein, wobei jedoch ein Schacht nicht mehr als 3 Aufzüge aufnehmen darf. In Gebäuden mit nicht mehr als 5 Vollgeschossen dürfen Aufzüge im Treppenraum liegen, solange sie sicher eingefasst, d.h. allseitig mit nicht brennbaren Materialien umgeben sind (z.B. Beton, Glas). In allen anderen Gebäuden müssen Innen liegende Aufzüge in feuerbe ständigen Schächten (F90) angeordnet sein. 5.2 Aufzugstypen Treibscheiben-Aufzug Bei Treibscheibenaufzügen (Seilaufzügen) sind Fahrkorb und Gegengewicht durch Seile verbunden. Die Seile werden über eine Treibscheibe meist mit Umlenkrollen geführt. Der Triebwerksraum, in dem sich Antriebs- maschine, Steuerung, Regelung und andere Bauteile befinden, kann über oder neben dem Schacht angeordnet werden. Ein neben bzw. untenliegender Triebwerksraum muss bei Seilaufzügen direkt an den Schacht angrenzen. Bei Treibscheibenaufzügen ohne Triebwerksraum sind Antrieb, Steuerung und Regelung im Schacht angeordnet. Seilaufzüge können im Gegensatz zu Hydraulikaufzügen für große Förderhöhen eingesetzt werden. Sie benötigen wegen der vorgeschriebenen Überfahrt und der meist höheren Geschwindigkeit einen höheren Schachtkopf als Hydraulikaufzüge. Die maximale Förderhöhe der Seilaufzüge liegt bei ca. 45 m. Bei Hochhäusern ist daher oftmals ein Wechsel der Aufzugskabine erforderlich. Nutzerströme zu Spitzenzeiten erfordern z.B. im Sears Tower Chicago den parallelen Betrieb von 104 Aufzügen. Da diese im Grundriss einen erheblichen Flächenbedarf aufweisen und damit die Wirtschaftlichkeit der Gesamtkonzeption entscheidend beeinflussen (Verhältnis von vermietbarer Fläche zu Vekehrsfläche) werden hier mehrere Aufzüge gekoppelt in einem Schacht geführt. 1) Treibscheibe 2) Geschwindigkeitsbegrenzer 3) Not-endschalter 4) Geländer 5) Kabinenrahmen 6) Kabine 7) Führungsschienen 8) Tragseile 9) Gegengewicht 10) Reglerspanngewicht 11) Grubenabstiegsleiter 12) Betonsockel 13) Ölauffangbehälter 14) Aufsetzpuffer 15) Notendschalter 16) Schachttür 17) Etagentableau 18) Notentriegelung 19) Anzeiger 20) Magnete Schachtinformation 21) Kabinentableau 22) Kabinentür 23) Türantrieb 24) Magnetschalter 25) Bremse 26) Bremslüfthebel 27) Lichtschalter 28) Servitel 29) Hauptschalter 30) Steuerung Hydraulikantrieb Ein Hydraulikaufzug ist ein Aufzug, bei dem die Hubarbeit von einer elektrisch angetriebenen Pumpe durchgeführt wird, die ein Hydrofluid (meist Hydrauliköl) einem direkt oder indirekt mit dem Fahrkorb verbundenen Heber zuführt. Da das Hydraulikaggregat nur über eine Ölleitung (Druckschlauch) mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, kann die Anordnung des Triebwerksraumes variabel gestaltet werden. Der Abstand zwischen Hydraulikzylinder und Aggregat sollte 10 m nicht überschreiten. 5.3 Fahrtreppe, Fahrsteig Fahrtreppen werden für die stetige Beförderung großer Menschenmassen z.B. in Warenhäusern oder an öffentlichen Verkehrsknotenpunkten eingesetzt. Sie gelten nicht als baurechtlich notwendige Treppen, deshalb müssen zusätzlich notwendige Treppenhäuser, - läufe angeordnet werden. Fahrtreppen in Warenhäusern haben einen Neigungswinkel von 30° oder 35°; bei Verkehrsanlagen wird ein flacherer Neigungswinkel von 27° - 28° bevorzugt. Die Förderleistung ist unabhängig vom Neigungswinkel. Bei flachen Treppen ist allerdings der Platzbedarf größer. Platzbedarf Vorbemessung der Länge L im Grundriss: L = 1,75 x Geschosshöhe - bei 30° Neigung L = 1,45 x Geschosshöhe - bei 35° Neigung Vor und nach der Treppe sollte ein Mindestfreiraum von ca. 2,5 m vorgesehen sein, damit wartenden und austretenden Personen genügend Bewegungsfläche zur Verfügung steht. Geschwindigkeit Die Fahrgeschwindigkeit liegt zwischen ca.0,5m/sec und 0,65m/sec. Für Verkehrsbauten wird i.d.R. eine höhere, für Warenhäuser eine niedrigere Geschwindigkeit bevorzugt. Die Fahrgeschwindigkeit bei Fahrtreppen darf max. 0,75 m/s betragen, bei Neigungswinkeln über 30° und Fahrtrichtung abwärts nur 0,5 m/s betragen. Bei einer maximalen lichten Treppenbreite von 100 cm können so Förderleistungen bis ca.10.000 Personen/h erreicht werden. Die Fahrgeschwindigkeit bei Fahrsteigen darf bei 0° - 6° maximal 1m/sec und von 6°-12° maximal. 0,75 m/sec betragen. Damit werden maximale Förderleistungen bis zu ca. 10.000 Personen/h erreicht. Fahrsteige Fahrsteige oder Rollsteige eignen sich als Personenbeförderungsmittel, wenn große Menschenmengen in der Ebene oder in schwachen Neigungen stetig befördert werden müssen. Typische Einsatzgebiete sind lange Flure in Flughäfen, Messebauten oder Bahnhöfen. Ein weiterer Vorteil liegt im relativ gefahrlosen Transport von Kinderwagen, Einkaufswagen, Fahrrädern oder Gepäckstücken. Aufgrund der geringen Maximalneigung von 12° entsteht bei größeren Höhendifferenzen (z.B. Stockwerkshöhe) ein sehr großer Platzbedarf.
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