Trotz Physikunterricht und Studium geht es beim Flächenlast berechnen gelegentlich durcheinander bei kg in kn Umrechnen: Flächenlasten und Gewichte werden schnell verwechselt. Die Übeltäter sind kN Kilonewton, N Newton, kg Kilogramm und t Tonne. Wenn Lastangaben oder Maßeinheiten falsch benannt werden und so eine Mieterbaubeschreibung falsche Werte enthält, kann es teuer werden. Bauherren und Architekten finden auf Baumensch ein Tool zur schnellen und einfachen Umrechnung verschiedener Gewichtseinheiten. Typische Fragen sind: Was ist das Gewicht in N? Was ist Kilo Newton? Was ist Kilonewton in kg?
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Der Unterschied zwischen Kilonewton und Kilogramm
Kilogramm und Newton sind zwei unterschiedliche physikalische Größen. Sie sind Einheiten im internationalen Einheitensystem (SI). Das Kilogramm [kg] ist die Einheit der Masse, während das Newton [N] die Einheit der Kraft ist. Masse ist die Menge an Materie, die ein Körper enthält. Sie ist unabhängig vom Ort, an der sich ein Körper befindet. Ein Kilogramm entspricht in etwa der Masse von einem Liter Wasser.
Ein Newton ist die Kraft, die einem Körper von einem Kilogramm Masse, eine Beschleunigung von 1 m/s² erteilt. Die Gewichtskraft eines Körpers ist abhängig von seiner Masse und seiner Beschleunigung – das ist normalerweise die Erdbeschleunigung. Deshalb hat auf der Erde ein Kilogramm eine durchschnittliche Gewichtskraft von 9,81 Newton. Dabei ist die Gewichtskraft abhängig von der Höhe über dem Meeresspiegel. Eine Waage zeigt verschiedene Werte, wenn man Wasser am Nordseestrand oder auf der Zugspitze wiegt. Bei derselben Masse variiert das Gewicht wegen der geringeren Anziehungskraft (Beschleunigung) in der Höhe. Die Erdanziehung nimmt ab, je weiter man sich vom Erdkern entfernt und damit verringert sich die Kraft [N], die 1 Liter Wasser ausgeübt. Der Unterschied ist zwar nur gering, aber er ist messbar. Eine Waage misst, korrekt gesagt, nicht das Gewicht, sondern die Gewichtskraft.
Die etwas detailliertere Erklärung sieht so aus: Bekannterweise gibt es die Erdanziehungskraft, die jeden Körper normalerweise mit einem g beschleunigt. Die Berechnungsformel für g lautet: 9,81 m/s² oder aufgerundet 10 m/s². Um die Kraft zu berechnen, die man braucht, damit eine Masse nicht zu Boden fällt, multipliziert man die Masse mit der Beschleunigung. Für eine 100 g Schokotafel ist die Berechnungsformel so: 0,1 kg*10 m/s² =1 kg*m/s²=1N. Man muss also 1 N Kraft aufwenden, damit eine Schokotafel nicht zu Boden fällt. Folglich ist 1 Kilonewton nötig, um 100 kg vor dem Absturz zu bewahren (10 Tafeln = 1 kg / 100 Tafeln = 10 kg / 1.000 Tafeln = 100 kg). Stellt man nun einen Bezug zu einer bestimmten Fläche her, dann spricht man von Druck (Kraft/Fläche). Diese Angabe benötigt man unter anderem für Dachlasten oder Bodenbelastungen. Wenn eine Belastung von 1 kN/m² erlaubt ist, darf man auf jeden Quadratmeter 100 kg legen.
Ein weiteres Beispiel zur Verdeutlichung des Unterschieds zwischen Kilogramm und Newton: Ein kg Wasser (1 Liter) hat auf der Erde eine Gewichtskraft von etwa 9,81 Newton. Der Mond hat nur 15 % unserer Schwerkraft. Darum übt ein Liter Wasser dort nur eine Gewichtskraft von 1,6 Newton aus. Im Alltag auf der Baustelle werden Kilogramm und Newton zur Vereinfachung im gleichen Zusammenhang verwendet. Wie Du siehst, das ist nicht ganz korrekt, aber es hilft bei der Kommunikation. Allerdings sollte jeder Architekt den Hintergrund und den Unterschied zwischen den beiden Größen kennen.
Typische Lasten und Gewichte in Gebäuden
Die Belastbarkeit von Fußböden wird als Traglast kn/m2 angegeben. Was die Angaben Traglast 5kn oder Traglast 20 kn in der Praxis bedeuten, zeigt unsere Tabelle zu Traglasten,
| Lastangabe | kn/m² | kg/m² | Erläuterung |
|---|---|---|---|
| Traglast einer Decke in Wohnhäusern | 3 | 300 | Mittlere Belastungsgrößen, Traglast Decke Wohnung Einfamilienhaus Neubau |
| Traglast Boden Altbau | 1-2 | 100-200 | Die mögliche Belastung sollte durch einen Statiker geprüft werden |
| Traglast Boden Büro | 5 | 500 | Normale Belastungsklasse für Büroflächen im Neubau |
| Traglast Doppelboden Büro | 3-5 | 300-500 | Gängige Belastungsklasse von Büros im Neubau |
| Traglast Bodenplatte | 3 | 300 | Im Wohnungsbau übliche Lastannahmen |
| Traglast Kellerdecke | 2 | 200 | Seit 1971 müssen Decken in Deutschland min. 200 kg pro Quadratmeter tragen können |
| Außen Traglast Boden berechnen | 0-10 | 0-1000 | Die Traglast von Erdreich im Außenbereich hängt vom Bodenaufbau ab. Die Tragfähigkeit kann durch Verdichtung erhöht werden |
Typische Traglasten bei Bürogebäuden
Die Traglast eines Bürobodens liegt zwischen 200 und 500 kg pro Quadratmeter. Die maximale Tragfähigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab. Je nach Material des Bodens, der Art der Möblierung und der Anzahl der Personen, die sich gleichzeitig im Büro aufhalten. Normale Büros mit Schreibtischen und Stühlen haben eine Traglast von 200 kg pro Quadratmeter. Werden zusätzlich Archivschränke, Rollarchive oder Serverschränken aufgestellt, sollte die Traglast mindestens 300 kg pro Quadratmeter betragen. Wer bei der Nutzung eines Büros hochflexibel bleiben möchte, sollte die Traglast auf 500 kg pro Quadratmeter auslegen. Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit und der Kosten sollte sich jeder Bauherr das sehr gut überlegen. Je geringer die Masse eines Gebäudes, desto geringer ist auch der CO2-Footprint und desto geringer liegen auch die Baukosten.
Traglasten von Lagerhallen und Produktionshallen
Die Traglast von Bodenplatten in Fabrikgebäuden hängt von verschiedenen Faktoren ab. Je nach Art der Nutzung, des Gewichts der benötigten Maschinen und den Lasten, die durch die verarbeiteten Produkte eingetragen werden, muss die Bodenplatte beschaffen sein. Die Traglast einer Fabrikbodenplatte sollte mindestens 5 kN/m² betragen. Bei schweren Maschinen, Regalen oder schwerem Lagergut sollte die Traglast 1 t /m² übersteigen – teilweise deutlich. Die erforderliche und mögliche Traglast und die daraus resultierende Bewehrung und Bauweise wird durch einen Statiker ermittelt. Zur Orientierung dienen folgende Beispiele:
- Traglast in Lagerhallen: 500 kg pro Quadratmeter
- Traglast in Produktionshallen: 750 kg pro Quadratmeter
- Traglasten in Hallen mit Schwerindustrie: 1000 kg pro Quadratmeter oder mehr
Normale Traglasten und Flächenlasten in Wohngebäuden
Auf einem Quadratmeter Wohnungsfläche können theoretisch 4 Personen stehen. Bei einem durchschnittlichen Gewicht von 75 Kilogramm liegt die Belastung dann bei 300 Kilogramm pro Quadratmeter. Die Traglast von Estrich im Wohnungsbau hängt dabei von verschiedenen Faktoren wie Estrichdicke, Trocknung, Estrichart, Dämmung oder installierter Fußbodenheizung ab. Im Wohnungsbau geht man normalerweise von einer Flächenlast von ca. 3 kN pro Quadratmeter aus. Punktlasten spielen im Wohnungsbau eine untergeordnete Rolle. Zur Umrechnung Traglast kn in kg bzw. von kilonewton in kilogramm, verwende bitte unser Tool. Um die Traglast umrechnen zu können, benutze einfach unser Tool.
Druckfestigkeit von Baustoffen und Bauteilen
Beton hat eine hohe Druckfestigkeit. In der Regel verbaut man Betone, die über eine Druckfestigkeit von 20 Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) verfügen. Solche Kunststeine können ein Gewicht von 200 Kilogramm pro Quadratzentimeter Oberfläche tragen, ohne zu brechen. Durch die Rohstoff-Zusammensetzung sind Betonplatten sehr druckfest und hochbelastbar. Aus Beton stellt man Bodenplatten und Geschossplatten her. Beider bestehen in der Regel aus einer einzigen Schicht. Lediglich unter der Bodenplatte gibt es einen gut geplanten Schichtenaufbau. Insbesondere bei Industriefußböden spielt nicht nur die mögliche Flächenlast eine Rolle, mindestens genauso wichtig ist bei Industrieböden die sogenannte Punktbelastbarkeit. Sie ist im Alltagsbetrieb mitverantwortlich für die Haltbarkeit und Beständigkeit des Fußbodens.
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Die Bedeutung von Punktlasten bei Estrichen, Doppelböden und Bodenplatten
Bei Punktlasten handelt es sich um Kräfte, die auf einer kleinen Fläche wirken. In der Regel werden Lastangaben auf einen cm² oder mm² angegeben. Auf Estriche, Doppelböden oder Bodenplatten können diese Kräfte durch Möbel, Geräte oder andere Gegenstände wirken. Zu hohe Punktlasten führen zu Schäden an den belasteten Bauteilen. Um Schäden durch Punktlasten zu vermeiden, muss zunächst die Belastungsfähigkeit von Bauteilen oder Oberflächen bekannt sein. Die Tragfähigkeit ist die maximale Belastung, die ein Bauteil ohne Schaden ertragen kann. Die Strapazierfähigkeit bei Beschichtungen, Estrichen, Doppelböden oder Bodenplatten wird meistens durch die Hersteller oder den Errichter angegeben. Natürlich müssen schon bei der Planung die möglichen Punktlasten berücksichtigt werden. In Bereichen mit hohen Punktlasten, wie z. B. unter Möbeln und Maschinen, wird der Estrich, Doppelboden oder die Bodenplatte dafür verstärkt werden. Dies erfolgt durch zusätzliche Schichten oder durch geänderte Konstruktion oder den Schichtaufbau. Beschädigungen durch Punktlasten entstehen auch bei ungeeignetem Untergrund, z.B. bei Verformungen durch Auflasten, die in der obersten Schicht zu Rissen und Abplatzungen führt. Die Nutzschicht ist oft hart und deshalb bei Verformungen sehr empfindlich. Zu den Schäden, die durch zu hohe Punktlasten entstehen können, gehören Risse, Dellen, Absplitterungen, Verformungen, Ablösungen usw. Das solltest Du beachten, um Schäden zu vermeiden:
- Prüfen die Tragfähigkeit der Bauteile
- Berücksichtigen Sie die möglichen Punktlasten bei der Planung
- Verstärke Estriche, Doppelböden oder Bodenplatten in Bereichen mit hohen Punktlasten
- Verwende Möbel mit gepolsterten Füßen oder Rollen
- Verteile schwere Gegenstände gleichmäßig über die Fläche
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