Maßtoleranzen bei Schlosserarbeiten

Bei der Beurteilung von Maßtoleranzen bei Metallbauarbeiten ergibt sich eine Reihe von Fragen und Problemen. So ist zunächst zu klären, welche Anlässe es für eine Überprüfung geben kann und ob vermeintliche oder tatsächliche Mängeln bezüglich der Maßtoleranzen tatsächlich in den Metallbauarbeiten begründet sind oder ob es noch andere Einflussfaktoren gibt

Allgemeines

Bis 1989 war das Schlosserhandwerk ein Ausbildungsberuf im Handwerk mit in der Regel dreijähriger Lehrzeit. Durch eine Neuordnung der Ausbildung wurde der Beruf des Schlossers mit dem des Schmieds zum Metallbauer zusammengefasst. Die Fachrichtung Konstruktionstechnik entspricht der früheren Bezeichnung des Bauschlossers.

In der VOB/C werden die Metallbauarbeiten in der ATV DIN 18360 geregelt.

Unter die Metallbauarbeiten fallen Konstruktionen aus Metall, auch im Verbund mit anderen Materialien, ausgenommen Konstruktionen des Stahlbaus.

Mögliche Probleme durch Maß- oder Ebenheitsabweichungen

Bei der Beurteilung von Maßtoleranzen bei Metallbauarbeiten ergibt sich eine Reihe von Fragen und Problemen. So ist zunächst zu klären, warum die Maßtoleranzen überprüft werden sollen. Anlässe hierfür können beispielsweise sein:

• Abweichungen aus der vorgegebenen Lage
• zu breite oder zu schmale Anschlussfugen zwischen Bauteilen
• ungleichmäßige Fugenbreiten zwischen Bauteilen
• Unebenheiten in der Oberfläche

Ursachen für Maßtoleranzen außerhalb der Metallbauarbeiten

Bei der Beurteilung von vermeintlichen oder tatsächlichen Mängeln bezüglich der Maßtoleranzen bei Metallbauarbeiten muss aber auch noch untersucht werden, ob diese tatsächlich in den Metallbauarbeiten begründet sind oder ob es noch andere Einflussfaktoren gibt. Hier sind insbesondere zu nennen:

• lastabhängige Verformungen
• zeitabhängige Verformungen (Kriechen, Schwinden)
• thermische Verformungen

Last- und zeitabhängige sowie thermische Verformungen von Decken, Stützen, Unterzügen, Wänden und dergleichen können z.B. bewirken, dass Unterdecken durchhängen.

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Grundlagen

Normen

Die wichtigsten Regelungen zu Maßtoleranzen bei Metallbauarbeiten sind in folgenden Normen zu finden:

• ATV DIN 18360 Metallbauarbeiten
• DIN 18202 Toleranzen im Hochbau
• DIN EN 1999-1-1 Eurocode 1
• DIN 18065 Gebäudetreppen – Begriffe, Messregeln, Hauptmaße
• DIN EN 1090-2 Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken – Teil 2: Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken
• DIN EN ISO 13920 Schweißen – Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen – Längen- und Winkelmaße; Form und Lage
• DIN EN 13964 Unterdecken – Anforderungen und Prüfverfahren

Wenn zwischen dem Auftraggeber und dem Auftragnehmer die VOB als Vertragsbestandteil vereinbart wurde, sind dadurch automatisch die genannten Normen mit vereinbart, weil diese nach ATV DIN 18360 zu beachten sind.

ATV DIN 18360 Metallbauarbeiten

Die ATV DIN 18360 gilt für Konstruktionen aus Metall und aus Metall im Verbund mit anderen Stoffen. Sie gilt aber nicht für Stahlbauarbeiten, Klempnerarbeiten, Beschlagarbeiten und Rollladenarbeiten.

Prüfung von Vorleistungen

Nach Abschnitt 3.1.1.1 hat der Auftragnehmer u.a. die Einhaltung der Toleranzen nach DIN 18202 bei den Vorleistungen, auf denen er seine Leistungen aufbauen soll, zu überprüfen und, wenn er unzulässige Überschreitungen feststellt, hierzu dem Auftraggeber seine Bedenken nach § 4 Abs. 3 VOB/B mitzuteilen.

Toleranzen für Metallbauarbeiten

In Abschnitt 3.1.1.2 gibt die ATV an, dass Maßabweichungen innerhalb der Toleranzen der DIN 18202 zulässig sind.

Die ATV gibt im Gegensatz zu den meisten anderen ATV nicht ausdrücklich an, dass der Auftraggeber höhere Anforderungen an die Ebenheit und die Maßhaltigkeit stellen kann. Trotzdem hat der Auftraggeber selbstverständlich das Recht, solche Anforderungen in seiner Leistungsbeschreibung zu stellen. Er sollte sich allerdings zuvor fragen, ob das im konkreten Fall erforderlich ist und ob sich die dadurch verursachten Mehrkosten lohnen, denn die Maßnahmen zur Einhaltung höherer Anforderungen an die Maßtoleranzen als nach DIN 18202 sind besondere Leistungen, auch wenn ein entsprechender Hinweis in Abschnitt 4.2 ATV fehlt.

In Abschnitt 3.1.4.2 regelt die ATV für die Befestigung von Rahmen und Profilen am Baukörper, dass Anker von den Ecken bzw. Enden maximal 200 mm entfernt sein und untereinander einen Höchstabstand von 800 mm haben dürfen.

Die Mindestglasfalzhöhe ist abhängig von der Scheibenlänge, also dem größten Kantenmaß einer Scheibe. Wenn für Sonderverglasungen abweichende Herstellervorschriften vorliegen, dann haben diese allerdings Vorrang vor den Angaben der ATV.

In Abschnitt 3.7.1 regelt die ATV für Stahlzargen, dass diese aus Stahlblechen von mindestens 1,5 mm Blechdicke herzustellen sind. Weil es sich i.d.R. um industriell hergestellte Produkte handelt, muss der Auftragnehmer lediglich beim Einkauf der Zargen darauf achten, dass diese dieser Anforderung entsprechen. Bei genormten Stahlzargen ist dies stets gegeben.

In Abschnitt 3.8.3 regelt die ATV, dass die Blechdicke von Türblättern bei einwandiger Ausführung mindestens 2 mm, bei doppelwandiger Ausführung ohne Füllstoff mindestens 1,5 mm betragen muss. Diese Regelung ist für den Auftragnehmer insbesondere dann von Bedeutung, wenn er die Türblätter selbst herstellt. In der überwiegenden Zahl wird der Auftragnehmer aber bei den Türblättern ebenso wie bei den Stahlzargen auf industriell hergestellte Produkte zurückgreifen, die dieser Anforderung i.d.R. entsprechen werden.

In Abschnitt 3.10.2 regelt die ATV, dass bei Scherengittern der Abstand der senkrechten Stäbe im ausgefahrenen Zustand nicht mehr als 120 mm betragen darf.

DIN 18202 Toleranzen im Hochbau

Nach Abschnitt 4.5 der Norm stellen die in der DIN 18202 angegebenen Toleranzen Grundlagen für Passungsberechnungen im Bauwesen dar. Damit korrespondierend gibt die DIN 18202 in Abschnitt 4.2 an, dass die in ihr angegebenen Toleranzen einzuhalten sind, damit die betreffenden Bauteile ihre Funktionen erfüllen können und der Zusammenbau der Bauteile ohne Anpass- und Nacharbeiten möglich ist.

Bezogen auf die Metallbauarbeiten bedeutet das, dass eine Überprüfung der Toleranzen nach DIN 18202 nur in folgenden Fällen durchzuführen ist:

• vor Beginn der Arbeiten zur Überprüfung der Vorleistungen anderer Gewerke, also z.B. der Einhaltung der Toleranzen von Rohbauöffnungen, Fundamenten, Wänden
• nach Abschluss der Arbeiten, wenn dazu Anlass besteht, z.B.:
  – wenn sich herausstellt, dass nachfolgende Bauteile wegen zu großer Maßabweichungen nicht passen oder nicht ordnungsgemäß montiert werden können
  – wenn zu breite oder zu schmale Anschlussfugen zu angrenzenden Bauteilen erkennbar sind
• bei der Abnahme der Trockenbauarbeiten, damit belegt werden kann, dass die Leistung den Anforderungen an die Toleranzen entspricht

Die einzelnen Maßtoleranzen nach DIN 18202 lassen sich wie folgt auf die Metallbauarbeiten anwenden:

Grenzabweichungen

Maße im Grundriss, z.B. Längen-, Achs- und Rastermaße, müssen den Anforderungen von Zeile 1 in Tabelle 1 der DIN 18202 entsprechen.

Höhenmaße, z.B. Gesamt-, Achs- und Rastermaße, müssen den Anforderungen von Zeile 2 in Tabelle 1 der DIN 18202 entsprechen. Hier ist zu beachten, wie diese Maße vom Auftraggeber vorgegeben wurden. Sie können sich auf die Oberkante des Rohbodens beziehen, ebenso kann die Oberkante des Fertigfußbodens Bezugshöhe für andere Maße, z.B. auch den Meterriss, sein.

Es ist zu beachten, dass durch das Ausnutzen der zulässigen Grenzabweichungen nach Tabelle 1 der DIN 18202 die nachfolgend beschriebenen Grenzwerte für Winkelabweichungen nach Tabelle 2 der DIN 18202 nicht überschritten werden dürfen.

Grenzwerte für Winkelabweichungen

Neben den Grenzabweichungen sind auch die Grenzwerte für Winkelabweichungen für die Metallbauarbeiten von Bedeutung. Durch diese werden die Abweichungen von Bauteilen aus der vorgegebenen Lage geregelt. Diese Grenzwerte werden durch Stichmaße beschrieben, deren Grenzwerte in Tabelle 2 der DIN 18202 geregelt sind. In der Fläche der Bauteile ist nach DIN 18202 die Winkelabweichung nicht zu prüfen, sondern nur deren Ebenheit.

Grenzwerte für Ebenheitsabweichungen

Oberflächen der Metallbauarbeiten sind i.d.R. flächenfertig. Deshalb muss deren Ebenheit i.d.R. den Anforderungen von Zeile 3 bzw. 6 in Tabelle 3 der DIN 18202, bei erhöhten Anforderungen an die Ebenheit von Zeile 4 bzw. 7 in Tabelle 3 der DIN 18202 genügen.

DIN 18065 Gebäudetreppen – Begriffe, Messregeln, Hauptmaße

Die DIN 18065 gilt für Treppen aus beliebigen Baustoffen und in beliebigen Bauarten in und an Gebäuden mit Ausnahme von einschiebbaren Treppen, Roll- und Fahrtreppen sowie Freitreppen im Gelände.

Die DIN 18065 enthält zulässige Toleranzen für Treppen. Diese sind bei der Herstellung von Treppen als Leistung der Metallbauarbeiten vom Auftragnehmer zu beachten.

In Abschnitt 7 der DIN 18065 sind folgende zulässige Maßabweichungen festgelegt:

• zulässige Abweichung vom Nennmaß der Treppensteigung: ±5 mm
• Dies gilt nicht für die Antrittsstufe von Treppen in Wohngebäuden mit bis zu zwei Wohnungen und innerhalb von Wohnungen.
• zulässige Abweichung vom Nennmaß des Treppenauftritts: ±5 mm
• Bei gewendelten Treppen ist eine Abweichung beim Treppenauftritt im Bereich der Wendelung von bis zu 15 mm zulässig, wenn dadurch ein stetiges Stufenbild erreicht wird.
• zulässige Differenz der tatsächlichen Maße zweier benachbarter Stufen: 5 mm
• Bei Treppen in Wohngebäuden mit nicht mehr als zwei Wohnungen darf die tatsächliche Steigung der Antrittsstufe maximal 1,5 cm vom Nennmaß abweichen.
• Das maximale Steigungsmaß nach Tabelle 1 der DIN 18065 darf nicht durch Toleranzen überschritten werden.

Tab. 1: Grenzmaße für nutzbare Treppenlaufbreite, Treppensteigung, Treppenauftritt

Anmerkung zur Tabelle: Die Werte sind im fertigen Endzustand einzuhalten.

Die Toleranzen des Abschnitts 7 dürfen auf die Grenzmaße nicht angerechnet werden.

Die nutzbare Treppenlaufbreite darf im Fußraum durch Treppenwangen eingeschränkt werden.

• Neigungstoleranzen müssen innerhalb der Toleranzen der Nennmaße für Treppensteigung s und Treppenauftritt a liegen.
• Die Auftrittsflächen der Stufen dürfen im eingebauten Zustand von der waagerechten Lage maximal abweichen:
  – in der Treppenlaufbreite: ±0,5 %
  – in der Auftrittstiefe: ±1,0 %
• Auftrittsflächen der Zwischenpodeste im fertigen Zustand dürfen von der waagerechten Nennlage (Solllage) in jede Richtung maximal ±0,5 %, jedoch nicht mehr als 1 cm abweichen.

DIN EN ISO 13920

Die DIN EN ISO 13920 gilt ausschließlich für geschweißte Konstruktionen. Diese Beschränkung spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle, denn bereits jedes Walzprofil, das mit einer Kopfplatte verschweißt ist, gilt als Schweißkonstruktion im Sinne dieser Norm.

In der DIN EN ISO 13920 werden auch Grenzabweichungen für Winkelmaße sowie Geradheits-, Ebenheits- und Parallelitätstoleranzen angeführt. Diese in jeweils vier Toleranzklassen festgelegten Allgemeintoleranzen basieren auf werkstattüblichen Genauigkeiten und sind auch in der Werkstattzeichnung anzugeben.

Zur Einhaltung der jeweiligen Toleranzklasse ist ein unterschiedlich hoher Aufwand erforderlich; der Aufwand wächst mit der jeweils höheren Toleranzklasse. Daher werden gegebenenfalls für verschiedene Bauteile einer Zeichnung durchaus verschiedene Toleranzklassen festgelegt, je nach Anforderung. Die Wahl der in DIN EN ISO 13920 angeführten Toleranzklassen erlaubt es dem Hersteller, den Aufwand in der Werkstatt an die Anforderungen anzupassen und dadurch wirtschaftlich optimiert zu produzieren.

Für geschweißte Bauteile sind die folgenden Toleranzklassen nach DIN EN ISO 13920 einzuhalten, wenn in den Ausführungsunterlagen für Bauteile, die geschweißt sind, keine Toleranzklasse angegeben wurden:

• für Geradheit, Ebenheit und Parallelität Toleranzklasse E
• für Längen- und Winkelmaße Toleranzklasse C

Beispielhaft werden in den nachfolgenden Tabellen die Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen bezogen auf die Bauteillängen und die -winkel angeführt.

Tab. 2: Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen nach DIN EN ISO 13920/Grenzabmaße für Längenmaße

Tab. 3: Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen nach DIN EN ISO 13920/Grenzabmaße für Winkelmaße

Fertigungstoleranzen

In der DIN EN ISO 13920 Schweißen – Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen – Längen- und Winkelmaße; Form und Lage (ISO 13920:1996), Deutsche Fassung EN ISO 13920:1996, werden Toleranzklassen für geschweißte Bauteile genannt. Wenn diese in den Ausführungsunterlagen nicht angegeben sind, so sind mindestens folgende Toleranzklassen einzuhalten:

• für Längen- und Winkelmaße: Toleranzklasse C
• für Geradheit, Ebenheit und Parallelität: Toleranzklasse G

Die unplanmäßige Außermittigkeit der Hauptachsen der Endquerschnitte an Stützenstößen darf maximal 1 % des größeren Werts der beiden Profilmaße betragen, bei Profilmaßen < 500 mm jedoch darf die Außermittigkeit höchstens 5 mm betragen.

Montagetoleranzen

In den Konstruktionsunterlagen sind die Lage der Systemachsen und das Basisniveau am Fuß einer Stahlstütze anzugeben. Die Lage des Mittelpunkts einer Gruppe von Ankerschrauben darf maximal ±6 mm von der geforderten Lage abweichen.

Die zulässigen Abweichungen für Ankerbolzen u.Ä. von der geforderten Lage im Ankerloch betragen parallel zur Bolzenachse (planmäßige Richtung) ±10 mm und entlang der Bolzenachse +25 mm (weiter heraus) und –5 mm (tiefer hinein).

Der über die Verankerungsfläche hinausragende Teil der Ankerschraube darf von der planmäßigen Richtung höchstens um 3° abweichen.

DIN EN 13964 Unterdecken – Anforderungen und Prüfverfahren

Die DIN EN 13964 gilt für Unterdecken, die als vollständige Bausätze verkauft werden, für Unterkonstruktionen, die als Bausätze verkauft werden, und für einzelne Bauteile (Produkte) dieser Unterkonstruktionen und die Decklagenelemente. Zu solchen Decken zählen Rasterdecken, Kassettendecken, Paneeldecken, Gipskarton- oder Gipsfaserdecken u.Ä. mit sichtbaren oder verdeckten Unterkonstruktionen.

Die Hinweise der DIN EN 13964 dienen dem technisch einwandfreien Einbau, aber auch einem einwandfreien gestalterischen Erscheinungsbild. Die Anforderungen an die Ebenheit übersteigen selbst die erhöhten Anforderungen der DIN 18202 nach Zeile 7 der Tabelle 3 erheblich. Dabei sind nicht nur Grenzwerte für die Ebenheitsabweichungen geringer, sondern diese beziehen sich auch auf die horizontale Lage der Deckenfläche und nicht, wie bei der DIN 18202, auf die tatsächlich durch die Eckpunkte der Fläche definierte, durch die zulässigen Winkelabweichungen der Kanten nicht zwingend horizontale Lage der Deckenfläche. Diese schärferen Anforderungen sind ein Beispiel dafür, dass material- oder bauteilspezifische Regelanforderungen an Toleranzen möglich und sinnvoll sind.

Sonstige Regeln

Zusätzlich zu den Normen gibt es noch Richtlinien, Merkblätter und dergleichen, die ebenfalls Angaben zu Toleranzen enthalten können. Diese sind aber für den Auftragnehmer nur verbindlich, wenn ihre Gültigkeit ausdrücklich vertraglich geregelt ist.

Selbstverständlich kann der Auftraggeber in seiner Leistungsbeschreibung auch eigene Anforderungen an die Toleranzen vorgeben, an die der Auftragnehmer dann vertraglich gebunden ist. Diese Anforderungen müssen dabei aber selbstverständlich auch das technisch und handwerklich Machbare berücksichtigen. Der Auftraggeber sollte sich allerdings zuvor fragen, ob das im speziellen Fall sinnvoll ist und ob sich die dadurch zu erwartenden Mehrkosten lohnen.

Anwendungsbereiche

Im Baubereich erfolgt die Bearbeitung von Metallen vorwiegend in folgenden Gewerken:

• als Schmiedearbeiten: Diese hatten früher große Bedeutung, zählen jedoch heute als Kunsthandwerk.
• als Metallbau- oder Schlosserarbeiten entsprechend ATV DIN 18360: Anmerkung: Die früher gebräuchliche Berufsbezeichnung Schlosser wurde 1989 aufgehoben und in den Bereich Konstruktionstechnik (früher Bauschlosser) und den Bereich Metallgestaltung (früher Kunstschmied/Kunstschlosser) unterteilt.

Von den klassischen Metallbau- bzw. Schlosserarbeiten werden abgegrenzt:

• Stahlbauarbeiten entsprechend ATV DIN 18335, bei denen Bauwerke wie Hallen, Vordächer, Bühnen, Brücken etc. erstellt werden
• Bauklempnerarbeiten entsprechend ATV DIN 18339, bei denen Metalldächer, -wandbekleidungen etc. mit am Bau zu falzenden Metallbauteilen angefertigt werden

Geländer und Umwehrungen

Geländer und Umwehrungen sind eines der wichtigsten Betätigungsfelder für den Metallbauer.

Maßgaben aus bauordnungsrechtlichen Regelungen

Die Bauordnungen der Bundesländer schreiben bei der Ausführung von Bauwerken für bestimmte Bauteile die Einhaltung von Mindestmaßen oder auch maximal zulässigen Abmessungen vor:

• Höhen von Geländern, Brüstungen und Umwehrungen (Absturzhöhen)
• Maximalabmessungen bei Öffnungen und Spalten in Geländern und Umwehrungen (Kindersicherheit)

Zusätzlich zu den Auflagen, die in den Bauordnungen der Länder gestellt werden, können Anforderungen aus weiteren Verordnungen entstehen wie beispielsweise

• den Arbeitsstättenrichtlinien,
• der Versammlungsstättenverordnung,
• Sondervorschriften (z.B. Schulbaurichtlinien),
• den Unfallverhütungsvorschriften sowie
• baubehördlich eingeführten DIN-Normen.

Grundsätzlich besitzen DIN-Normen nur Empfehlungscharakter. Sind sie jedoch bauaufsichtlich eingeführt, so sind dort enthaltene Vorgaben zwingend zu beachten.

Sanierungsfälle

Auch bei Sanierungen von Balkonen muss darauf geachtet werden, dass bei den Geländern und Umwehrungen alle gesetzlichen Vorlagen einbezogen werden (Erneuerung des Belags und dadurch bewirkte Änderung der Höhenlage).

Treppen

Maßgaben aus bauordnungsrechtlichen Regelungen

Wie bei Geländern und Umwehrungen bestehen auch bei Treppen und deren Geländern Anforderungen an Mindestmaße oder auch maximal zulässige Abmessungen aus den Bauordnungen der Bundesländer sowie weiteren Verordnungen, und zwar an

• die nutzbare Breite von notwendigen Treppen,
• die minimale Durchgangshöhe,
• das maximale Steigungsmaß,
• die Höhen von Geländern.

Die baubehördlichen Anforderungen an Geländer von Treppen können dem Abschnitt „Geländer und Umwehrungen“ entnommen werden.

Bekleidungen, Metalldecken

Bei der Montage von Bekleidungen aus Metall und Metalldecken spielt vor allem die Ebenheit der Unterkonstruktion eine Rolle.

Insbesondere bei abgehängten Metalldecken aus Metalllangfeldplatten oder -kassetten können Maßtoleranzen des Rohbaus mit den geringen Ausgleichsmöglichkeiten der Metalldecken nicht aufgefangen werden.

Häufig werden bei abgehängten Decken Durchbiegungen gerügt. Diese Mängel treten besonders bei großformatigen Metalldeckenplatten auf und sind vor allem bei Streiflicht deutlich wahrnehmbar. Fast immer handelt es sich hier um Verformungen, die durch Eigenlast und Durchbiegung der Deckenplatten entstehen. Zur Beurteilung kann die DIN 18202 daher nicht herangezogen werden.

Aber auch Maßhaltigkeit der Unterlage in Bezug auf Winkelabweichungen gilt es zu beachten. Um zulässige Abweichungen bei Anschlüssen an Wänden und Stützen usw. aufnehmen zu können, werden meist Anschlusswinkel mit Ausladungen von 30 mm und mehr erforderlich. Je nach Art der Befestigungs- oder Anschlussart ist es eventuell erforderlich, erhöhte Anforderungen an den Untergrund (Wände und Decken) zu vereinbaren oder aber noch engere Vorgaben vertraglich festzulegen.