Windlast bei Veranstaltungen

Was ist Windlast bei Veranstaltungen?

Windlast bei Veranstaltungen ist die Einwirkung, die strömende Luft auf temporäre Aufbauten wie Zelte, Bühnen, Tribünen und Werbeträger ausübt. Sie wirkt als Druck auf die angeströmte Fläche und als Sog auf die abgewandte, jeweils senkrecht zur Oberfläche. An großen Flächen kommt Reibung parallel zur Fläche dazu.

• Druck auf die angeströmte Seite: Der Wind staut sich vor der Fläche und presst sie nach innen.
• Sog oder Unterdruck auf der abgewandten Seite und an Ecken, Kanten und Dachrändern. Dort liegen die höchsten Werte, weil die Strömung abreißt.
• Reibung parallel zur Oberfläche, spürbar erst bei langgestreckten Flächen wie großen Zeltdächern.

Der Sog ist bei Veranstaltungsaufbauten der kritischere Anteil. Ein Bühnendach wiegt wenig gegenüber der Kraft, die daran zieht; es hebt ab, bevor es kippt. Am Anfang jeder Aufbauplanung steht deshalb die Frage, welche Windlast am Standort anzusetzen ist.

Welche Normen gelten für Windlasten?

Grundlage in Deutschland ist DIN EN 1991-1-4, der Eurocode 1 für Windeinwirkungen, zusammen mit dem Nationalen Anhang. Er legt fest, welche Werte im Bundesgebiet anzusetzen sind. Für Zelte für Veranstaltungen mit mehr als 50 m² Grundfläche gilt zusätzlich DIN EN 13782, die Sicherheitsnorm für Fliegende Bauten.

Der Nationale Anhang liefert die Windzonenkarte, die Basiswindgeschwindigkeiten und die Geschwindigkeitsdruckprofile bis 300 Meter Bauwerkshöhe. Diese Höhengrenze zeigt, für wen die Norm geschrieben ist: für Dauerbauwerke.

DIN EN 13782 rechnet dagegen die zeitweise Aufstellung ein. Ihre Windlasten gelten für Standorte mit einer Bezugswindgeschwindigkeit unter 28 m/s, in Deutschland also für die Windzonen 1 bis 3. Ab 28 m/s nennt die Norm Mindestwerte für den Tragsicherheitsnachweis, darunter eine Wiederkehrperiode von 10 Jahren und einen Beiwert für zeitweise Aufstellung von 0,8; die örtlichen Verhältnisse sind dann gesondert zu betrachten. Ein Zelt wird also nicht gegen dieselbe Sturmwahrscheinlichkeit bemessen wie ein Hallendach.

Verbindlich wird das über die Landesbauordnungen: § 76 MBO erklärt Zelte, Bühnen und Tribünen zu Fliegenden Bauten und verlangt eine Ausführungsgenehmigung, die Zelte unter 75 m² Grundfläche nicht brauchen. Diese 75 m² sind eine Genehmigungsschwelle, nicht die 50-m²-Anwendungsgrenze der DIN EN 13782. Die Länder führen DIN EN 13782 als Technische Baubestimmung ein und verweisen für den Windlastnachweis auf DIN EN 1991-1-4/NA. Antrag und Fristen stehen unter Veranstaltungsgenehmigung, die übrigen Begriffe im MOJO Glossar für Veranstaltungstechnik.

Windzonen und Geländekategorien in Deutschland

Deutschland ist in vier Windzonen eingeteilt. Jede Zone trägt einen Basiswert der Windgeschwindigkeit zwischen 22,5 und 30,0 m/s und daraus einen Basisgeschwindigkeitsdruck zwischen 0,32 und 0,56 kN/m². Dazu kommt die Geländekategorie: Sie beschreibt, wie rau die Umgebung in Anströmrichtung ist. Verbindlich ist die Windzonenkarte des Nationalen Anhangs; an einer Zonengrenze gilt der höhere Wert.

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• Kategorie I: offene See und Küste mit Anströmung von der See, ebenso Seen mit mindestens 5 Kilometern Anlauflänge.
• Kategorie II: niedrige Vegetation und einzelne weit auseinanderstehende Hindernisse, etwa landwirtschaftliche Flächen und Flugplätze.
• Kategorie III: Vororte, Industriegebiete, Dauerwald und jedes Gelände mit gleichmäßiger Bebauung.
• Kategorie IV: Stadtgebiete, in denen mindestens 15 % der Fläche bebaut sind und die mittlere Gebäudehöhe 15 Meter übersteigt.
• Mischprofil Küste: Übergang der Kategorien I und II.
• Mischprofil Binnenland: Übergang der Kategorien II und III, der Regelfall im Binnenland.

Veranstaltungsflächen liegen fast immer in den Kategorien II bis IV: Festwiese am Ortsrand, Parkplatz im Industriegebiet, Marktplatz in der Innenstadt. Die Umgebung senkt die Windlast aber nur in der Richtung, aus der der Wind kommt. Eine freie Achse über einen Fluss lässt ihn ungebremst auf den Aufbau treffen. Das gehört in die Flächenplanung.

Windzone oder Windlastzone? Beide bezeichnen dasselbe; der Nationale Anhang spricht von Windzonen, „Windlastzone” ist die im Bauwesen verbreitete Sprechweise. Auseinanderhalten muss man Windzone und Geländekategorie: die Windzone beschreibt das Windklima der Großregion, die Geländekategorie die Rauigkeit der Umgebung.

Wie die Windlast berechnet wird

Die Berechnung folgt einer Kette. Sie beginnt bei der Basiswindgeschwindigkeit der Windzone, führt über Basisgeschwindigkeitsdruck und Böengeschwindigkeitsdruck und endet beim Winddruck auf das einzelne Bauteil. Jeder Schritt bringt einen Einfluss dazu: zuerst den Standort, dann Geländekategorie und Höhe, zuletzt die Form des Bauwerks.

1. Windzone bestimmen. Der Standort liefert die Basiswindgeschwindigkeit v_b,0, in Deutschland 22,5 bis 30,0 m/s.
2. Basisgeschwindigkeitsdruck bilden. Aus der Geschwindigkeit ergibt sich q_b, hierzulande 0,32 bis 0,56 kN/m².
3. Geländekategorie und Höhe einrechnen. Rauigkeit der Umgebung und Bauwerkshöhe führen zum Böengeschwindigkeitsdruck q_p, der mit der Höhe über Grund zunimmt.
4. Aerodynamische Beiwerte ansetzen. Druck- und Kraftbeiwerte übersetzen q_p in Druck und Sog auf Wände, Dachflächen, Ecken und Ränder. Sie hängen von Form, Dachform und Öffnungen ab.
5. Lastfälle überlagern. Wind aus mehreren Richtungen, Wind zusammen mit Schnee, offener und geschlossener Bauzustand: Der Nachweis rechnet die Kombination.

Die Werte der Schritte 1 und 2 stehen in Tabellen des Nationalen Anhangs und lassen sich nachschlagen. Ab Schritt 3 gehört die Rechnung in die Hand eines Statikers. Die Beiwerte für ein Satteldach, ein einseitig geöffnetes Zelt und ein Bühnendach mit Rückwand unterscheiden sich um ein Mehrfaches.

Bei Fliegenden Bauten fällt dieser Nachweis nicht für die einzelne Veranstaltung an. Er gehört zum Bauwerkstyp und liegt beim Hersteller. Vor Ort bleibt die Prüfung, ob Windzone und geplanter Ausbauzustand zu diesem Nachweis passen. Die Messung am Veranstaltungstag ist eine andere Frage und steht unter Wettermonitoring Event.

Was die Windlast am Aufbau erhöht

Neben dem Standort bestimmt das Bauwerk selbst die Windlast. Höhe, Grundform, Dachform, Öffnungen und jede zusätzliche Fläche verändern die Kräfte an der Konstruktion. Bei Veranstaltungsaufbauten ändert sich genau das oft noch, nachdem der Nachweis vorliegt.

• Höhe: Der Böengeschwindigkeitsdruck steigt mit der Bauwerkshöhe. Eine überdachte Tribüne bekommt am gleichen Standort mehr Last als ein Faltzelt.
• Form und Grundfläche: Runde und abgespannte Formen leiten die Strömung besser ab als eine flache, breite Wand. Bei mobilen Bühnen mit Dach ist die Dachfläche die größte zusammenhängende Angriffsfläche.
• Dachform: Flach-, Pult-, Sattel- und Rundbogendächer haben unterschiedliche Sogbeiwerte. An Rändern, Graten und Ecken entsteht der stärkste Unterdruck.
• Öffnungen: Ein einseitig geöffnetes Zelt bekommt Innendruck; die Plane wird von innen gegen die Konstruktion gedrückt. Eine offene Seite ist keine Entlastung.
• Bauzustand: Während Aufbau und Abbau ist die Konstruktion oft weder abgespannt noch ballastiert. Der Bauzustand ist ein eigener Lastfall und gehört auch in die Abbauplanung.

Der häufigste Fehler liegt nicht in der Berechnung, sondern danach. Ein Bühnendach wird mit Backdrop und Seitenplanen geschlossen, ein Absperrgitter trägt ein Banner über 20 Meter Länge. Jede dieser Flächen vergrößert die Windangriffsfläche gegenüber dem Zustand, für den der Nachweis gilt. Das Prüfbuch nennt die zulässigen Ausbauzustände; wer davon abweicht, braucht eine neue Betrachtung.

Im Winter tritt Wind zusammen mit Schnee auf. Die Norm überlagert beide Einwirkungen, weil die Schneelast das Dach nach unten drückt, während der Wind an derselben Fläche zieht. Für Weihnachtsmärkte ist diese Überlagerung häufig der bestimmende Lastfall, nicht der reine Sturm. Sie gehört in die Schlechtwetterplanung und in das Lastenheft Veranstaltung.

Was passiert, wenn die Windlast unterschätzt wird

Wird die Windlast zu niedrig angesetzt, versagt der Aufbau in einer von vier Formen. Er gleitet, er kippt, Bauteile heben ab, oder Anbauten fallen herunter. Der dritte und vierte Fall sind bei Veranstaltungen die gefährlichsten, weil Publikum unter und neben den Aufbauten steht.

• Gleiten: Der Aufbau verschiebt sich waagerecht, weil Ballast oder Verankerung die Horizontalkraft nicht abtragen.
• Kippen: Das Kippmoment aus der Windkraft übersteigt das rückhaltende Moment aus Eigengewicht und Ballast.
• Abheben: Der Sog an Dach und Plane zieht leichte Bauteile aus der Verbindung. Zeltdächer und Planen sind zuerst betroffen.
• Herunterfallen von Bauteilen: Banner, Scheinwerfer und Beschilderung lösen sich, lange bevor die Tragkonstruktion an ihre Grenze kommt.

Alle vier Fälle gehören zur Standsicherheit: Die Windlast liefert die Einwirkung, der Standsicherheitsnachweis den Widerstand. Ballastierung für Bühnen und Aufbauten, Erdnägel und Abspannungen sind die Gegenmaßnahme; wie viel davon nötig ist, folgt aus der berechneten Windlast und nicht aus einem Erfahrungswert. In Risikobewertung und Sicherheitskonzept taucht Wind zweimal auf: als Bemessungsfall und als Ereignis im Betrieb.

Wer die Windlast verantwortet

Drei Rollen teilen sich die Windlast bei Veranstaltungen. Die Statik rechnet den Nachweis für den Bauwerkstyp, das Prüfbuch des Fliegenden Baus nennt die Betriebsgrenze als Windgeschwindigkeit, und der Veranstalter überwacht diese Grenze im Betrieb. Keiner der drei Schritte ersetzt einen anderen.

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Die Betriebsgrenze verursacht die meisten Missverständnisse. Sie steht nicht in der Windlastnorm, sondern im Prüfbuch des einzelnen Bauwerks, und sie ist eine Windgeschwindigkeit, keine Windlast. Werte wie 90 oder 100 km/h aus Herstellerunterlagen gelten für ein bestimmtes Zelt in einem bestimmten Ausbauzustand. Eine allgemeine Grenze für Fliegende Bauten gibt es nicht.

In der Vermietungspraxis fällt die Lücke meist bei der Übergabe der Fläche auf: Der Aufbau steht nach Prüfbuch, aber der Ballast liegt versetzt, weil dort am Vortag die Anlieferung durchfuhr. Deshalb gehören die Standflächen der Ballastpaletten in den Site-Plan und die Ballastkontrolle in das Aufbauprotokoll, mit Uhrzeit und Namen. MOJO vermietet Zelte, Bühnen und Ballast; den Nachweis führt die Statik, die Kontrolle vor Ort die Aufbauleitung, und die Schnittstellen dazwischen regelt die Gewerkekoordination.

Häufige Fragen

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