Steinschlag
Bei Sturzprozessen stürzen Steine, Felsblöcke oder Eis frei fallend, springend oder rollend talwärts. Gefährdete und nicht gefährdete Bereiche können sehr nahe beieinanderliegen. Steinschlag ist für Personen und Infrastruktur sehr gefährlich. Angaben zur Gefährdung können Sie den Gefahrenkarten und dem dazugehörigen technischen Bericht entnehmen. Die wichtigste Schutzstrategie ist, gefährdete Gebiete zu meiden. Bauliche Massnahmen wie Auffangdämme oder Schutznetze bieten Schutz für grosse Flächen (Arealschutz), Verkehrswege oder einzelne Gebäude. Verstärkte Betontragwände, der Schutz von Öffnungen und Zugängen sowie Nutzungsanpassungen reduzieren das Schadenrisiko für Einzelgebäude.
Die nationalen Schutzziele für Neubauten beziehen sich auf die Norm SIA 261/1. Diese Norm legt das 300-jährliche Ereignis fest als Schutzziel für normale Wohn- und Gewerbegebäude (BWK I) gegen gravitative Naturgefahren (Hochwasser, Erdrutsch, Murgang, Steinschlag, Lawine). Zudem sind die kantonalen und kommunalen Vorgaben zu respektieren, wobei diese die Anforderungen der Norm SIA 261/1 in der Regel nicht übersteigen. Konkret muss das Gebäude auch bei seltenen Ereignissen (300-jährlich) intakt bleiben und die sich darin befindenden Personen schützen.
Ab Bauwerksklasse II sind höhere Anforderungen zu erfüllen (Bedeutungsbeiwerte und Höhenzuschläge gemäss SIA 261/1).
Bei Stein- und Blockschlag stürzen einzelne Steine (mittl. Durchmesser < 0.5 m) oder Blöcke (0.5 m bis 2 m) aus der Felswand oder aus dem Hang. Je nach Bewegung (Fallen, Gleiten, Springen oder Rollen) und Fallhöhe entlang der Sturzbahn liegen die Geschwindigkeiten zwischen 20 bis über 110 km/h. Bei Hangneigungen von weniger als 30° werden Steine und Blöcke in der Regel langsam abgebremst. Dabei verkleinert sich die Sprunghöhe laufend. Dichter Wald kann die Sturzmasse zusätzlich abbremsen. Massgebend für die Einwirkung auf Gebäude ist Aufprallenergie einzelner Blöcke.
Eisschlag (abstürzende Eismassen) tritt beispielsweise auf, wenn Wasser an Felswänden herunterrinnt, festfriert und plötzlich abbricht.
Sturzvolumen von mehr als 100 m3 Gesteinsmaterial gehören in die Kategorie Felssturz, bei mehr als 1000 m3 spricht man von Bergsturz. Die dabei auftretende Aufprallenergie ist derart gross, dass sämtliche Gebäudeschutzmassnahmen versagen. Es kommen darum ausschliesslich raumplanerische Massnahmen in Frage.
Ziehen Sie bei der Planung von Schutzmassnahmen frühzeitig eine Fachperson (z.B. Bauingenieur) bei, um die Gefährdung zu beurteilen. Für die Bemessung werden Angaben zur Sturzmasse, möglichen Sturzbahnen und bezüglich der zu erwartenden Aufprallenergie benötigt. Diese Angaben lassen sich in der Regel aus den Intensitätskarten und dem technischen Bericht zur Gefahrenkarte ableiten. Existieren keine Intensitätsangaben, sind diese durch eine Fachperson zu bestimmen.
Gefährdungsbild 1: Steine/Blöcke rollen oder gleiten gegen das Gebäude
Die Steine oder Blöcke bewegen sich rollend oder gleitend auf das Gebäude zu. Massgebend ist die Anprallkraft der Blöcke auf das Gebäude.
Gefährdungsbild 2: Steine/Blöcke springen bis Wandhöhe
Die Steine oder Blöcke bewegen sich springend auf das Gebäude zu. Massgebend ist die Anprallkraft der bewegten Masse auf das Gebäude. Vorsicht: Beim Springen können die Steine und Blöcke ihre Bewegungsrichtung ändern. Deshalb können auch Gebäudebereiche seitlich zur Hauptbewegungsrichtung gefährdet sein.
Gefährdungsbild 3: Steine/Blöcke fallen oder springen über die Gebäudehöhe
Die Steine oder Blöcke bewegen sich springend oder fallend auf das Gebäude zu. Dadurch kann neben den Aussenwänden auch das Dach direkt betroffen sein. Vorsicht: Beim Springen können die Steine und Blöcke ihre Bewegungsrichtung ändern. Deshalb können auch Gebäudebereiche seitlich zur Hauptbewegungsrichtung gefährdet sein.
Wanddurchbruch infolge Anpralls
Göschenen 2001: Blockanprall auf armierte Betonwand mit Durchstanzen
Durchschlag Dach
Ein Felsblock ist auf Gebäude gesprungen; er hat Dach und Wände beschädigt und teilweise durchschlagen.
Konzeptionelle und verstärkende Massnahmen können die Bedrohung für Personen und Sachwerte erheblich senken, beispielsweise indem Sie das Gebäude optimal geschützt im Gelände einpassen oder geeignete Verschalungen und Verstärkungen der gefährdeten Gebäudeteile vorsehen. Vermeiden Sie Öffnungen in der bergseitigen Aussenwand oder schützen Sie sie. Planen Sie angrenzend an betroffene Aussenwände ausschliesslich Räume mit kurzer Aufenthaltsdauer und treffen Sie auch im Aussenraum Schutzmassnahmen.
Schutzmassnahmen zu einzelnen Bauteilen und zum konzeptionellen Vorgehen:
ASTRA (2012): Naturgefahren auf den Nationalstrassen: Risikokonzept. Methodik für eine risikobasierte Beurteilung, Prävention und Bewältigung von gravitativen Naturgefahren auf Nationalstrassen, Bundesamt für Strassen, Bern.
BAFU [Hrsg.] (2016): Schutz vor Massenbewegungsgefahren. Vollzugshilfe für das Gefahrenmanagement von Rutschungen, Steinschlag und Hangmuren. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1608: 98 S.
Egli, Th. (2005): Wegleitung Objektschutz gegen gravitative Naturgefahren. Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen, Bern.
PLANAT (2009): Risikokonzept für Naturgefahren. Nationale Plattform Naturgefahren, Bern.
Präventionsstiftung der Kantonalen Gebäudeversicherer (2014): Prevent-Building – eine Methodik und ein Werkzeug zur Beurteilung der Wirksamkeit und Zumutbarkeit von Objektschutzmassnahmen an Gebäuden gegen gravitative und meteorologische Naturgefahren. Bericht Phase 1 mit Anpassungen aus Phase 2. Arbeitsgemeinschaft Prevent-Building: WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Egli Engineering AG, Geotest AG, B,S,S,. Volkswirtschaftliche Beratung, Version 12.05.2014. (Download)
Suda J. und Rudolf-Miklau F. (Hrsg.) (2012): Bauen und Naturgefahren, Handbuch für konstruktiven Gebäudeschutz. Springer, Wien.
Staub, B. (2017): Gebäudeschutz gegen Naturgefahren. FAN Agenda 2/2017. Fachleute Naturgefahren Schweiz. (Download)
ASTRA (2008): Einwirkungen infolge Steinschlags auf Schutzgalerien. Bundesamt für Strassen ASTRA in Zusammenarbeit mit SBB AG Infrastruktur, Bern.
ASTRA (2014): Management von Naturgefahren auf den Nationalstrassen. Richtlinie, Ausgabe 2014 V1.00. Bundesamt für Strassen ASTRA, Bern.
Baumann, R. (2018): Grundlagen zur Qualitätsbeurteilung von Steinschlagschutznetzen und deren Fundation. Anleitung für die Praxis. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Wissen Nr. 1805: 42 S.
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Gerber, W. (2019): Naturgefahr Steinschlag – Erfahrungen und Erkenntnisse. WSL Berichte, 74. 149 p.
Gerber, W., Volkwein, A. (2010): Impact loads of falling rocks on granular material. In: Darve, F.; Doghri, I.; El Fatmi, R.; Hassis, H.; Zenzri, H. (eds) Euromediterranean Symposium on Advances in Geomaterials and Structures. Third Edition, Djerba, 2010. 337-342.
Gerber, W. et al. (1995): Schutzmassnahmen gegen Steinschlag. FAN-Kurs 1995, Eidg. Forschungs-anstalt für Wald, Schnee und Landschaft, Birmensdorf
Heierli et al. (1985): Schutz gegen Steinschlag. Forschungsarbeit 21/83 auf Antrag der Vereinigung Schweizerischer Strassenfachleute, 2. Auflage, Bundesamt für Strassenbau, Bern.
Schellenberg, K. (2009): On the design of rockfall protection galleries. Dissertation Nr. 17924, ETH Zürich.
Tissières, P. (1996): Résistance d'un mur d'habitation à l'impact d'un bloc. Bericht zuhanden: Service des routes et cours d'eau Géologue cantonal, unveröffentlicht, Martigny.