Erschütterungsmonitoring in der Praxis: Ein Spitalneubau im Fokus

Wenn unmittelbar vor einem bestehenden Spitalbau – direkt vor den Operationssälen – ein Neubau entsteht und der Spitalbetrieb gleichzeitig aufrechterhalten werden muss, ist ein flexibles und leistungsfähiges Erschütterungsmonitoring entscheidend. Nur so lassen sich ein störungsfreier Betrieb in den Operationssälen und erträgliche Immissionen in den Bettenzimmern sicherstellen. Anhand eines konkreten Praxisbeispiels zeigen wir, wie die komplexen Herausforderungen beim Monitoring der Bauarbeiten erfolgreich gemeistert werden können.

Das Projekt

Ein neuer Trakt des Spitals wird in unmittelbarer Nähe des bestehenden Gebäudes mit Operationssälen und Bettenzimmern erstellt. Der Abstand zwischen Neubau (mit Untergeschoss) und bestehendem Bau beträgt lediglich rund einen Meter. Zudem befinden sich in unmittelbarer Umgebung ein Medizinaltechnik- sowie ein Chemieunternehmen mit besonders erschütterungssensitiven Nutzungen.

Die Baustelle befindet sich unmittelbar neben dem Spitalgebäude.

Um die Baugrubenabschlüsse im Grundwasser möglichst erschütterungsarm erstellen und wieder entfernen zu können, wurden umfangreiche Vorversuche durchgeführt. Dabei wurde klar, dass die klassische Methode mit Spundwänden zuviel Erschütterungen verursacht. Stattdessen wurde das MIP-Verfahren (Mix-in-Place) gewählt, welches für die sensitive Umgebung tolerierbare Erschütterungsemissionen verursacht. Neben dem Baugrubenabschluss waren auch Betonabbrucharbeiten notwendig, die besonders schonend auszuführen waren.

Bohrmaschine für die Mix-in-Place Methode.

Monitoring-Konzept

Bereits im Vorfeld wurde ein ausgereiftes, leistungsfähiges Erschütterungsmonitoring eingerichtet. Operationssäle und Präzisionslabore mussten dabei besonders eng überwacht werden. Um Erschütterungen interner Quellen von jenen aus dem Baubetrieb unterscheiden zu können, wurden mehrere  Messpunkte im Gebäude positioniert.

Diese Unterscheidung ist zentral: In Operationssälen müssen die hohen Anforderungen an die Ruhe nur während der Eingriffe selbst erfüllt sein. Zwischen den Operationen – während Patientenwechseln oder Reinigungsarbeiten – können die internen Erschütterungen deutlich höher sein. Damit solche internen Einwirkungen keine Fehlalarme auslösen und den Baustellenbetrieb unnötig blockieren, braucht es ein ausgeklügeltes Monitoringkonzept. Dazu gehören:

• Trigger-Sensoren auf den Bodenplatten nahe der Baustelle, die Ereignisse aus dem Baubetrieb detektieren.
• Sensoren an sensitiven Orten wie Deckenmitten bei Operationstischen, Deckenmikroskopen, MRT-, CT- oder Laboranlagen.

Ein Alarm wird nur ausgelöst, wenn sowohl bei den Trigger-Sensoren und bei den sensitiven Standorten gleichzeitig die Alarm Richtwerte überschritten werden.

Als Alarm Richtwerte dienen VC-Kurven (Vibration Criteria) nach Colin C. Gordon – international etablierte Referenzen im Laborbau. Diese berücksichtigen sowohl der frequenzabhängigen Empfindlichkeit des Empfängers wie auch der Art und Dauer der Erschütterungsimmissionen.  Die Erschütterungsmessgeräte MR3003 von SYSCOM ermöglichen eine unmittelbare Alarmierung bei Überschreitung dieser Kriterien. Dazu wird das Signal in Echtzeit – wie von den Kriterien gefordert – in Terzbänder zerlegt und mit den Schwellwerten in jedem Terzband verglichen.

Live-Visualisierung der in Terzbandspektren zerlegten Erschütterung dargestellt in Prozent des Richtwertes des jeweiligen Terzbandes.

Eingesetzte Technik

Zum Einsatz kommen moderne Erschütterungsmessgeräte:

• MR3003 von SYSCOM – hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Realtime-Terzbandanalysen
• Virtuelle Vernetzung der SYSCOM MR3003 in einem Master-/Slave-System. Diese ermöglicht gemeinsame Triggerung und qualifizierte Alarme (Alarmlogik).
• WEB-Plattform mit Darstellung der Messwerte in Echtzeit  zusammen mit den Beurteilungskriterien als fundierte  Grundlage für schnelle Reaktionen.

Ergebnisse des Monitorings

Der gezielte Einsatz dieser Technik führt zu wesentlichen Vorteilen:

• Klare Ursachenidentifikation: Baustellenerschütterungen können eindeutig von lokalen Aktivitäten unterschieden werden. Fehlalarme und Bauunterbrechungen wurden minimiert.
• Erhöhtes Vertrauen: Die Nutzer haben Zugriff auf die WEB-Plattofrm und sehen  dass die Überwachung objektiv und verlässlich war.
• Prävention: Störende Vibrationen können frühzeitig erkannt und entsprechende Massnahmen eingeleitet werden.

Fazit

Das Beispiel zeigt, dass ein ausgereiftes und leistungsfähiges Erschütterungsmonitoring entscheidend ist, um eine Baustelle inmitten einer Umgebungen mit sensitiven Nutzungen erfolgreich zu betreiben. Neben der technischen Lösung ist vor allem eine frühzeitige, offene und konstruktive Kommunikation zwischen allen Beteiligten der Schlüssel zum Erfolg.