DIN SPEC 91296-2013 Classification of threats to buildings by acts of terrorism《恐怖主义行为对建筑物威胁的分类》.pdf

1、Juni 2013 Bereich InnovationPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.310; 91.040.01Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Verfahrensweisen

2、herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer PAS erstellt.!$V“1995190www.din.deDDIN SPEC 91296Klassifizierung von Gefhrdungen fr Gebude infolge von TerrorismusClassification of threats to buildings by acts of terrorismClassement des menaces pour les btiments la

3、 suite des actes de terrorismeAlleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenDIN SPEC 91296:2013-06 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung .4 1 Anwendungsbereich .5 2 Begriffe .5 3 Szenarien 6 4 Methoden 7 Literaturhinweise 8 DIN SPEC 91296:2013

4、-06 3 Vorwort Diese DIN-Spezifikation nach dem PAS-Verfahren soll den Bauherrn oder Besitzer einer kritischen Infrastruktur in die Lage versetzen, die Bedrohung zu erkennen und Schutzmanahmen zu ermglichen. Verfasser sind die folgenden Institutionen/Personen: Fraunhofer-Institut fr Kurzzeitdynamik,

5、Ernst-Mach-Institut, Efringen-Kirchen, Dr. Christoph Mayrhofer Schler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH, Dsseldorf, Dr. sc. Ingo Mllers Mitgewirkt haben Bundesamt fr Bevlkerungsschutz und Katastrophenhilfe, Bonn, Dr. Monika John-Koch, Ingrid Mausa Die Verffentlichung der DIN SPEC hat die “Entwicklungsb

6、egleitende Normung“ im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. betreut. Fr den Inhalt dieses Dokumentes sind allein die Verfasser verantwortlich. Fr dieses Thema existiert keine Norm. Die Arbeiten zu dieser Spezifikation wurden gefrdert mit Mitteln des Bundesministeriums fr Bildung und Forschung (BM

7、BF) fr die Verbundprojekte INFRANORM und Projekte der Hightech-Strategie. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. 12.02.2013 DIN SPEC 91296:2013-06 4 Einleitung Die DIN SPEC spezifiziert Gefhrdungsszenarien infolge von Terrorismus. Terrorismus bezieht sich hierbei auf die Gefhrdung und damit auf das

8、Schadensausma bei Anschlgen auf Bauwerke. Als Tatmittel betrachtet werden Explosivstoffe. Aufgrund der dabei auftretenden hohen Drcke stellt diese Gefhrdung gegenber allen anderen Gefhrdungen durch auergewhnliche Ereignisse wie Naturkatastrophen, Kontaminationen oder technische Fehler eine besondere

9、 Gefhrdung (worst case) dar. Da alle anderen Gefhrdungen grtenteils dem Safety-Bereich zuzuordnen sind, und somit durch die Normung bereits grtenteils erfasst sind, sollen die fr den Security-Bereich relevanten Gefhrdungsszenarien in Bezug auf Terrorismus definiert werden. Das Ziel ist nicht, die Br

10、eite der mglichen terroristischen Szenarien zu erfassen, sondern dem interessierten Bauherrn die Szenarien zu benennen, die fr den Schutz seines Bauwerkes relevant sind. Bei dem Ziel, Bauwerke gegen terroristische Anschlge zu schtzen, gilt es, den Gebudeeinsturz bzw. -teileinsturz zu vermeiden, d. h

11、. das Bauwerk robust auszubilden. Dafr werden die relevanten Szenarien definiert. Das Ziel ist nicht, Bauwerke zu planen, die je nach Definition zulssiger Schdigungen zu bunkerhnlichen Schutzbauten fhren, die niemand will und die nicht finanzierbar sind, sondern die Vermeidung des Gebudeeinsturzes (

12、Kollaps). Es soll vermieden werden, dass das Gebude zum Tatmittel wird und das Verletzungsausma durch den Gebudeeinsturz zustzlich erhht wird. Dazu sollen die Gebudeteile betrachtet werden, die fr die Gesamtstabilitt des Bauwerks von ausschlaggebender Bedeutung sind. Die Bewertung der Szenarien, die

13、 fr die Gebudesicherheit magebend sind, erfolgte aufgrund der Erkenntnisse, die im Rahmen nationaler, internationaler Forschung und Gremienarbeiten der beteiligten Partner erarbeitet wurden. DIN SPEC 91296:2013-06 5 1 Anwendungsbereich Das Dokument beschreibt Szenarien, die fr Infrastrukturen im All

14、gemeinen und fr kritische Infrastrukturen im Besonderen mit Blick auf mgliche Bauwerksschden relevant sein knnen. Mit den Szenarien werden Ereignisse betrachtet, die bei Nichtbercksichtigung erhebliche Beeintrchtigungen der Gebudenutzung bis hin zum Gebudeeinsturz haben knnten. Die Bercksichtigung i

15、nsbesondere kritischer Infrastrukturen resultiert aus ihrer besonderen Bedeutung: Kritische Infrastrukturen bilden die Lebensadern moderner Gesellschaften; ihre Funktionsfhigkeit und jederzeitige Verfgbarkeit sind essentiell fr das gesamte staatliche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Leben. Kri

16、tische Infrastrukturen zu sichern und gegenber vielfltigen Gefahren widerstandsfhig zu gestalten, liegt somit im unmittelbaren Interesse der Nutzer. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 2.1 Gefhrdung potentielle Schadensquelle QUELLE: DIN 820-120 Anmerkung 1 zu

17、m Begriff: Sachverhalt, der zu einem Schaden fhren kann QUELLE: DIN 820-120, Normungsarbeit Teil 120: Leitfaden fr die Aufnahme von Sicherheitsaspekten in Normen (ISO/IEC Guide 51:1999) 2.2 Infrastruktur staatliche und private Einrichtung, die fr eine ausreichende Daseinsvorsorge und wirtschaftliche

18、 Entwicklung als erforderlich gilt Anmerkung 1 zum Begriff: Die Infrastruktur wird meistens unterteilt in technische Infrastruktur (z. B. Einrichtungen der Verkehrs- und Nachrichtenbermittlung, der Energie- und Wasserversorgung, der Entsorgung) und soziale Infrastruktur (z. B. Schulen, Krankenhuser,

19、 Sport- und Freizeitanlagen, Einkaufssttten, kulturelle Einrichtungen) 1. 2.3 Kritische Infrastruktur Anlage, ein System oder Teil davon, die von wesentlicher Bedeutung fr die Aufrechterhaltung wichtiger gesellschaftlicher Funktionen, der Gesellschaft, der Sicherheit und des wirtschaftlichen oder so

20、zialen Wohlergehens der Bevlkerung ist und deren Strung oder Zerstrung erhebliche Auswirkungen htte, da diese Funktionen nicht aufrechterhalten werden knnen QUELLE: DIN SPEC 91282 Auch: EU-Richtlinie ber die Ermittlung und Ausweisung europischer kritischer Infrastrukturen und die Bewertung der Notwe

21、ndigkeit, ihren Schutz zu verbessern“ (2008/114/EG), 8. Dezember 2008, Artikel 2 2.4 Safety Summe aller Manahmen zur Abwehr von Gefahren aus technischem Versagen oder menschlichem (fahrlssigem) Fehlverhalten QUELLE: DIN SPEC 91282 2.5 Security Abwehr von Gefahren, die aus “regelwidrigem Verhalten“ (

22、einschlielich krimineller Angriffe) zum Nachteil des Unternehmens oder einer anderen Einrichtung entstehen QUELLE: DIN SPEC 91282 DIN SPEC 91296:2013-06 6 2.6 Szenario Annahme von mglichen Ereignissen oder Abfolgen von Ereignissen und deren Einwirkungen auf Schutzgter 2. 3 Szenarien Von den mglichen

23、 Szenarien terroristischer Ereignisse wird in Bezug auf die Ereignisse der Vergangenheit nur das Tatmittel Explosivstoff betrachtet, das mit einem Anteil von bis zu 80 % die grte Hufigkeit unter allen Tatmitteln mit terroristischem Hintergrund aufweist. Die Gefhrdung von Bauwerken durch Explosivstof

24、fe beruht auf zwei unterschiedlichen Szenarien, die Kontakt- oder Nahbereichsladung und die Abstandsladung. Im Nah- oder Kontaktbereich spielt fr Sttzen die Gre der Ladung eine untergeordnete Rolle. Bei Wnden wirkt sich die Sprengstoffmenge allerdings auf die Gre des Ausstanzloches aus. Es kommt bei

25、 Kontakt- oder Nahbereichsladungen zu einer lokalen Beanspruchung, die zu einer lokalen Schdigung des Bauteils fhren kann. Im Fall einer Sttze hat dieses in der Regel das Versagen der Sttze zur Konsequenz, welches einen Gebudeeinsturz einleiten kann. Bei baublichen Sttzenabmessungen hat deswegen die

26、 Kofferbombe dieselbe Wirkung wie die Autobombe (Perforation der Sttze). Da die Kofferbombe unauffllig appliziert werden kann und, am kritischen “ Bauteil angebracht, das gewnschte groe Schadensausma erreicht (Gebudeeinsturz mit vielen Toten und Verletzten), ist dieses Szenario von besonderer Bedeut

27、ung. Die mglichen Detonationsorte und die konkreten Ladungsmengen sollten vom Tragwerksplaner in Abstimmung mit dem Bauherrn festgelegt werden. Die Abstandsladung, die eine flchenhafte Belastung und flchenhafte Zerstrung bewirkt, wird von der Ladungsmenge und dem Abstand dominiert. Deswegen kommen h

28、ier grere Explosivstoffmengen zum Einsatz, die mit Fahrzeugen transportiert werden. Das Szenario hierfr ist die Autobombe. Bei der Wirkungsberechnung ist die Art des Explosivstoffes und das sich daraus ergebende Volumen bzw. der Abstand (Sprengladungszentrum) zum Bauteil von essentieller Bedeutung.

29、Daran orientieren sich in Abhngigkeit des Baustoffes die Gefhrdung der einzelnen Bauteile und das Schadensausma auf das Gesamtgebude. Die mglichen Detonationsorte und die konkreten Ladungsmengen sollten vom Tragwerksplaner in Abstimmung mit dem Bauherrn festgelegt werden. Es sollte hierbei bercksich

30、tigt werden, dass Autos kleinere Hindernisse berwinden oder durchbrechen knnen, um nher an das Bauwerk zu gelangen. Als ein kritisches Bauteil gilt fr das Szenario Kofferbombe die Sttze. Infolgedessen sind bezglich der Konstruktionsprinzipien Skelettbauten gefhrdeter als Massivbauten. Bei Massivbaut

31、en, mit dem wesentlichen Tragelement Wand“, wird mit der Kofferbombe als Kontaktladung eine Perforation stattfinden, aber nicht zwangslufig das Versagen der Wand eingeleitet, weil durch Lastumlenkungen (Bogenwirkung) gegebenenfalls ausreichende Resttragfhigkeiten erzielt werden knnen. Die Perforatio

32、n der Sttze hat hingegen deren Versagen zur Konsequenz. Das kritische Bauteil bei der Autobombe ist hingegen die Wand. Das flchige Bauteil wird von der Druckwelle flchenhaft beansprucht, so dass die daraus resultierende Biegebeanspruchung zum Versagen der Wand fhren kann. Die Sttze ist im Vergleich

33、dazu unkritischer, da sie von der Druckwelle schnell umschlossen wird und dann nur allseitigem Druck standhalten muss. Dadurch hat die Autobombe fr Massivbauten ein hheres Gefhrdungspotenzial als fr Skelettbauten. DIN SPEC 91296:2013-06 7 4 Methoden Bei Sprengstoffereignissen treten im Kontakt-/Nahb

34、ereich extrem hohe Drcke auf, die im Bereich von GPa liegen. Dadurch sind Materialschdigungen der Baustruktur nicht vermeidbar. Diese Drcke fhren zu Abplatzungen und zu Materialzerrttungen. Dieser Kontakt-/Nahbereich liegt vor, wenn die Sprengstoffladung ungefhr im Abstand z = Abstand R / Sprengstof

35、fgewicht3/1W , 3/1/5,0 kgmz , haben die Drcke bereits drastisch abgenommen. Es tritt eine flchenhafte Belastung auf (nicht mehr lokal), die das Bauteil auf Biegung beansprucht. Die darauf zu bemessenden Bauteile knnen nur dynamisch, mittels so genannter Zerstrungskennlinien oder mit Hydrocodes, bere

36、chnet werden. Sollen diese dynamischen Vorgnge mithilfe einer statischen Ersatzlast bercksichtigt werden, wird der sich fr die betrachtete Sprengstoffmenge W und dem gegebenen Abstand R ergebende reflektierte Druck, dp mittels des dynamischen Lastfaktor umgerechnet in =dspp . Der Faktor hngt dabei a

37、b von dem Verhltnis der zeitlichen Einwirkungsdauer des Explosionsdruckes und dem Druckzeitprofil der Detonationswelle sowie der Eigenschwingdauer der betrachteten Bauteile sowie der zugelassenen Bauteilbeanspruchung (elastischer-/plastischer Bereich). Die Zerstrungskennlinien teilen in Abhngigkeit

38、der Detonationsdrcke dp und der Impulse I der Belastung (Integral der Druckzeitfunktion) die Gebiete, in denen dp und I zur Bauteilzerstrung fhren oder vom Bauteil aufgenommen werden knnen. Bei dieser Bewertung ist der zugelassene Zerstrungsgrad (Resttragfhigkeit) von essentieller Bedeutung. Die dri

39、tte Mglichkeit ist die numerische Berechnung durch Hydrocodes. Die Bemessung von Bauwerken gegen Explosionsereignisse sollte nur von Experten der Materie durchgefhrt werden, da folgende physikalischen Effekte zu bercksichtigen sind: Starke Interaktion von Einwirkung (Druckwelle) und Bauteilwiderstan

40、d; Struktur- und hochdynamisches Bauteil- bzw. Materialverhalten; Verzerrungsratenabhngiges Materialverhalten; Zerrttungsprozesse innerhalb der Baustoffe. Hinweise dazu liefert 3. DIN SPEC 91296:2013-06 8 Literaturhinweise 1 Duden: Wirtschaft von A bis Z: Grundlagenwissen fr Schule und Studium, Beru

41、f und Alltag. 4. Aufl., Mannheim (2009) (= Das Lexikon der Wirtschaft. Grundlegendes Wissen von A bis Z. Lizenzausgabe Bonn: Bundeszentrale fr politische Bildung 2009) 2 Bundesamt fr Bevlkerungsschutz und Katastrophenhilfe (Hrsg.), BBK-Glossar Ausgewhlte zentrale Begriffe des Bevlkerungsschutzes, Bo

42、nn (2011) (Praxis im Bevlkerungsschutz Nr. 8) 3 Dr. Christoph Mayrhofer, Sicheres Mauerwerk, Seite 160-165, Katastrophensichere Sttzen, Seite 166-171 in: Innovationen fr die Baubranche Beispiele aus Forschung und Entwicklung, Sedlbauer, Klaus (Hrsg.), Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2012, ISBN 978-3-8396-0345-1