Krankenhäuser
Krankenhäuser: Materialeffizienz bei Umbaumaßnahmen
Autor: Dr. Michael Bittner, TÜV SÜD Industrie Service
23. Februar 2012 - Bauen im Bestand ist meist ein Thema, wenn aus energetischen Gründen modernisiert wird, um eine Immobilie zukunftsfähig zu machen oder zu halten. Bei Spezialimmobilien wie Krankenhäusern ist dies anders. Hier verlangen oftmals Nutzungsänderungen oder neue Diagnose- oder Therapieverfahren mitunter kosten- und materialintensive Umbau-Maßnahmen. Ein Beispiel gibt eine Uniklinik in Sachsen-Anhalt.
Dort plante eine Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin die Installation eines Positronen-Emissions-Tomographen/
Computertomographen (PET/CT) im Erdgeschoss eines 30 Jahre alten Bestandsgebäudes. Die Abschirmwirkung der bestehenden Wände musste verbessert werden. Grund war die Gammastrahlung aus dem Zerfall der PET-Nuklide bzw. die Röntgenstreustrahlung aus dem Computertomograhpen. Mehr Nachhaltigkeit bedeutete hier vor allem verträgliche Baumaterialien zu verwenden und möglichst effizient zu nutzen. Eine sinnvolle und gezielte Konzeption des Strahlenschutzes war hier der Dreh- und Angelpunkt der Analyse.
Grundlegend sind die Anforderungen aus der Strahlenschutz- und Röntgenverordnung, die die erforderliche Abschirmwirkung gegenüber ionisierender Strahlung spezifizieren. Definierte Grenzwerte sorgen dafür, dass Personal und Patienten in angrenzenden Räumen nicht einer erhöhten äußeren Strahlenexposition ausgesetzt werden. Bei Neubauten lassen sich diese Sicherheitsmaßnahmen leicht in die Planung integrieren. Bei Bestandsbauten ist dies nicht ohne weiteres der Fall. Unter Umständen müssen zusätzliche Betonwände oder schwere Bleiplatten zur Abschirmung der ionisierenden Strahlung eingezogen werden, die allerdings die Statik eines Gebäudes beeinträchtigen können.
Zunächst galt es, die Abschirmeigenschaften der vorhandenen Wände im Gebäude zu ermitteln. Das ist auch deshalb wichtig, weil bei vielen Bestandsgebäuden die Angaben zu der Beschaffenheit der Wände in den Plänen und Unterlagen unvollständig sind. Aus den Bauunterlagen waren im vorliegenden Fall nur die geometrischen Wanddicken bekannt. Es war davon auszugehen, dass ein Teil der Wände und Decken im Aufbau inhomogen war und veränderte Wandstrukturen für Lüftungs- oder Sanitäranlagen sich negativ auf den Strahlenschutz auswirken könnten.
Modernste Mess- und Berechnungsverfahren
Der Betreiber des Krankenhauses beauftragte deshalb Experten von TÜV SÜD Industrie Service mit einem Strahlenschutzgutachten. Sie untersuchten die Beschaffenheit der Bausubstanz mit zerstörungsfreien Methoden und speziellen Prüfstrahlern für die Transmissionsmessungen. Ausgewertet wurden die Ergebnisse mit einem statistischen Verfahren, das auf der so genannten Monte-Carlo-Simulation beruht. So konnten einige Schwachstellen in Form von vermauerten Wanddurchbrüchen oder verdeckten Installationsschächten identifiziert werden. Beispielsweise war das Rohr einer Regenwasserleitung in einer rund 37 Zentimeter dicken Vollziegelwand installiert. Die exakte Lage und effektive Abschirmwirkung dieses Schachts konnte anhand der Messungen ermittelt werden. Gleichzeitig stellten die Experten fest, dass ein Großteil der Wände bereits ausreichende Abschirmeigenschaften aufwies. Zusätzliche Bleiplatten oder Betonwände zur Strahlungsabschirmung konnten unter Berücksichtigung der Statik exakt dimensioniert werden.
Um einen adäquaten Strahlenschutz zu erreichen, musste nur der Regenwasserschacht mit einer zehn Millimeter dicken Bleipatte und einer etwa acht Zentimeter dicken Schicht aus Magnetitputz verkleidet werden. Vollflächige Maßnahmen waren nicht nötig. Daneben rückte die Betondecke zum Obergeschoss in den Fokus der Strahlenschutzexperten, da dieser Bereich für Personal, Patienten und Besucher frei zugänglich ist. Sie berücksichtigten auch die räumliche Anordnung des PET/CT und die Lage der Patienten, weil die Transmission der Strahlung erheblich vom Einfallswinkel abhängig ist. Deshalb verstärkten die Ingenieure lediglich eine Fläche von 4 x 4 Quadratmetern direkt oberhalb des Geräts mit einer 0,5 Zentimeter dicken Bleischicht. Lediglich im Zentrum musste diese Fläche durch eine 2 x 2 Quadratmeter große und 0,5 Zentimeter dicke Bleiplatte verstärkt werden.
Durch eine weitere Monte-Carlo-Simulation konnte in Berechnungsmodellen nachgewiesen werden, dass die geplanten Maßnahmen ausreichen, um den gesetzlichen Vorgaben der Strahlenschutz- und Röntgenverordnung gerecht zu werden. Dadurch ließ sich nicht nur ein Großteil des Materials einsparen. Auch wurde ein qualitativ hochwertiger Strahlenschutz ohne die sonst für die Gebäudestatik nötigen unterstützenden Baumaßnahmen realisiert.
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