Auslegung von schwingungsempfindlichen Produktionsstätten: Fid-Bau Portal

Auslegung von schwingungsempfindlichen Produktionsstätten

Heiland, D. / Beyer, K.

Moderne Fertigungsgeräte für Produkte der Halbleiterindustrie werden immer größer und schwerer und dadurch sehr schwingungsempfindlich. Dies stellt hohe Anforderungen an die Baustatik der Aufstellungsstätten. Bisher gibt es für Gebäude mit schwingungsempfindlicher Nutzung keine allgemein gültigen Schwingungsspezifikationen. Fast alle Hersteller definieren die Grenzwerte nach unterschiedlichen Methoden durch Begrenzung der Beschleunigung der Geschwindigkeit oder des Weges. Dabei erfolgt diese Begrenzung meist im Frequenzbereich, häufig als Terzspektrum. Zudem können die Werte als linear oder energetisch gemittelte Mittelwerte oder als Spitzenwerte angegeben sein. Eine in Europa verbreitete Grenzwertdefinition ist die ISD-D (ISD-E, BBN MOD3) Spezifikation. Sie verhindert, dass einzelne schwer wiegende Schwingungsüberschreitungen weggemittelt werden, und sie berücksichtigt, dass eingebaute Schwingungsisolatoren höhere Frequenzen besser abschirmen. Als Sensoren werden meist hochempfindliche Geophone eingesetzt, piezoelektrische Beschleunigungsmessanlagen haben sich nicht bewährt, ebenso wie der Einsatz automatischer Integratoren. Die Analyse im Terzspektrum bietet die beste Beurteilungsgrundlage für die Schwingungsintensität. Wesentlich ist eine ausreichend lange Messdauer sowie ein geeignetes Auswerteverfahren. Zusätzlich wird häufig eine statistische Beurteilung der Schwingungspegel durchgeführt. Sie werden sinnvoll in Form von Isolinien als 'vibration maps' dargestellt. Beim Aufbau zu berücksichtigen ist die Steifigkeitsmessung. Ein Steifigkeitswert von mindestens k = 1,0 - 2,0 E9 N/m ist meist ausreichend. Beim Bauwerk selbst ist eine Entlastung durch Trennung unterschiedlicher Gebäudeteile hinsichtlich ihrer Gründung und durch Anwendung unterschiedlicher Gründungskonzepte zu erzielen. Schwierigste Anforderungen stellt das Konzept des Waffeltisches, der fast ausschließlich in Stahlbetonkonstruktion ausgeführt wird. Reinraumbedingungen und große Stützweiten prägen diese Konstruktionsform aus. Seine Dimensionierung und dynamische Auslegung erfordert sehr detaillierte baudynamische Nachweise. Konkrete Dimensionierungen zeigen zwei Beispiele: starke Baugrundschwingungen durch eine nahe Autobahn und die Ertüchtigung eines Altbaus.