ETH Zürich

Bis 2025 soll auf dem Campus der ETH Zürich das neue Physik-Institut HPQ entstehen. Im geplanten Gebäude werden Hochpräzisionslabors für Elektronenmikroskopie sowie andere extrem schwingungsempfindliche Geräte eingerichtet. Die Anforderungen an die Schwingungsarmut sind in der VDI-Norm 2038 als sogenannte „vibration criteria (VC)“ definiert. Für bestimmte Bereiche des neuen Gebäudes liegen die aktuellen Anforderungen der Nutzer noch unterhalb des Kriteriums VC-G.  

GuD war sowohl mit der Untersuchung der Baugrundschwingungen am geplanten Standort als auch mit Berechnungen der Übertragung auf die Bauwerksbereiche beauftragt. Gleichzeitig waren Vorgaben für die Bauwerksgründung und das Tragwerk mit dem Ziel minimaler Schwingungsimmissionen zu liefern.

Auf der Grundlage eines abgestimmten Messkonzeptes wurden am geplanten Standort Langzeit-Schwingungsmessungen auf der Geländeoberfläche und in bis zu 22 m tiefen Baugrundbohrungen durchgeführt. Zu erfassen waren dynamische Anregungen aus dem Straßenverkehr und aus Anlagen bzw. Tätigkeiten in umliegenden Instituten. Die Bohrungen wurden außerdem verwendet, um mit dem Downhole-Verfahren tiefenabhängige bodendynamische Kennwerte zu ermitteln. Das geplante Bauwerk mit umgebendem Baugrund wurde in dynamischen FE-Modellen nachgebildet. Berechnet wurden die Schwingungsantworten der Baustruktur an den Aufstellungspunkten der sensiblen wissenschaftlichen Geräte. Waren die Bedingungen nicht erfüllt, wurden zuvor am FE-Modell überprüfte, bauliche Änderungen vorgeschlagen. Des Weiteren wurden Maßnahmen zur Abschirmung gegen die Schwingungen im Boden untersucht.

Wegen der besonders strengen Grenzwertvorgaben mit Schwinggeschwindigkeiten kleiner als 1 µm/s galten sowohl für die Schwingungsmessungen als auch für die nachfolgenden Berechnungen außergewöhnliche Genauigkeitsanforderungen.