Mengenberechnung

Die Mengenberechnung ist eine zentrale Grundlage in Planung, Kalkulation und Ausführung von Arbeiten im Betonabbruch, im Spezialrückbau, im Felsabbruch sowie in der Natursteingewinnung. Wer Volumina, Masse, Stückzahlen und Bewehrungsanteile verlässlich bestimmt, legt damit den Grundstein für den Geräteeinsatz, die Taktplanung, die Auswahl geeigneter Verfahren und die logistische Abwicklung inklusive Entsorgung. Besonders bei mechanischen Verfahren wie dem Spalten und Zerkleinern mit Stein- und Betonspaltgeräten oder dem Greifen und Trennen mit Betonzangen hängen Zeitbedarf und Arbeitssicherheit direkt von realistischen Mengenansätzen ab.

Definition: Was versteht man unter Mengenberechnung

Unter Mengenberechnung versteht man das systematische Ermitteln von quantitativen Kenngrößen, die für Planung und Durchführung von Bau-, Abbruch- und Gewinnungsarbeiten erforderlich sind. Dazu zählen Volumen (m³), Masse (t), Längen (m), Flächen (m²), Stückzahlen (Stk.) und Materialanteile (z. B. Bewehrungsstahl in kg/m³). In den Einsatzbereichen Betonabbruch und Spezialrückbau, Entkernung und Schneiden, Felsabbruch und Tunnelbau, Natursteingewinnung sowie Sondereinsatz verbindet die Mengenberechnung geometrische Modelle, Materialkennwerte und Arbeitsverfahren zu belastbaren Zahlenwerten.

Methoden und Rechenwege der Mengenberechnung

In der Praxis kommen einfache Körperformeln, zusammengesetzte Geometrien, Aufmaßmethoden und modellbasierte Ansätze (z. B. aus Bestandsplänen oder 3D-Aufnahmen) zur Anwendung. Für Stahlbetonbauteile werden Volumina meist aus Bauteildicken und -flächen abgeleitet, Bewehrungsanteile über Erfahrungswerte oder Pläne. Im Felsabtrag werden Kubaturen aus Profilen, Bohr- oder Schnittbildern ermittelt, inklusive Zuschlägen für Über- bzw. Unterbruch. Die Wahl der Methode richtet sich nach Genauigkeitsbedarf, Datenlage und dem ausgewählten mechanischen Verfahren – etwa dem Spalten mit Stein- und Betonspaltgeräten oder dem Zerkleinern mit Betonzangen.

Grundlagen: Einheiten, Dichten und typische Kennwerte

Verlässliche Basiskonstanten sind die Voraussetzung für tragfähige Berechnungen. Typische Dichten bei praxisnaher Feuchte lauten näherungsweise: Normalbeton 2,30–2,50 t/m³, Stahlbeton 2,40–2,60 t/m³, Bewehrungsstahl 7,85 t/m³, Hartgestein (Granit/Gneis) 2,60–2,80 t/m³, Kalkstein 2,40–2,70 t/m³. Für die Mengenberechnung werden außerdem Öffnungen, Aussparungen und Hohlräume abgezogen sowie Zuschläge für Bruchkanten, Übergröße und Siebverlust berücksichtigt.

Mengenberechnung im Betonabbruch: Bauteile, Volumen und Bewehrung

Bei Stahlbetonbauteilen wird das Volumen häufig aus standardisierten Geometrien abgeleitet. Die daraus resultierende Masse beeinflusst die Auswahl der Abbruchsequenzen sowie die Dimensionierung von Betonzangen, Hydraulikaggregaten und Hebezeugen.

Typische Bauteile und Formeln

• Wand: V = Wandlänge × Wandhöhe × Wanddicke
• Decke/Platte: V = Grundfläche × Plattendicke
• Unterzug/Balken: V = Breite × Höhe × Länge (ggf. als T- oder Rechteckquerschnitt)
• Fundament: V = Grundfläche × Tiefe (bei Stufenfundamenten Summe der Teilkörper)
• Bohrpfahl: V = π × (d²/4) × Länge

Bewehrungsanteil und Stahlmengen

Ohne vollständige Bewehrungspläne wird der Stahlanteil häufig näherungsweise angesetzt (z. B. in kg/m³ Stahlbeton, abhängig von Nutzung und Bauteilkategorie). Aus dem Betonkubaturwert lassen sich so die Stahlmengen für Trenn- und Sortierprozesse sowie den Einsatz von Betonzangen und Stahlscheren ableiten. Für den Arbeitsablauf ist entscheidend, ob der Beton zunächst mit einer Betonzange aufgebrochen und der Stahl anschließend mit Scheren separiert wird oder ob ein kombiniertes Vorgehen zweckmäßig ist.

Mengenberechnung im Felsabbruch und Tunnelbau

Im Fels werden Kubaturen aus Soll- und Ist-Profilen ermittelt. In der Tunnelvortriebs- und Strossenbearbeitung sind Überbruch und Bruchstückverteilung zu berücksichtigen. Für das mechanische Spalten mit Stein- und Betonspaltgeräten sind die Länge der Spaltlinien, Bohrlochanzahl, Lochdurchmesser und Losgrößen zu quantifizieren.

Spaltlinien, Bohrbilder und Losgrößen

• Spaltlänge: Summe der geplanten Trennfugen je Vortrieb oder Gewinnungsfläche
• Bohrlochzahl: Spaltlänge dividiert durch das Raster (abhängig von Gesteinsfestigkeit)
• Losgröße: Volumen je Arbeitstakt zur Abstimmung mit Hebe- und Abfuhrlogistik

Die resultierenden Mengen steuern den Bedarf an Hydraulikleistung, die Anzahl der Spaltzyklen sowie die Dimensionierung der Steinspaltzylinder.

Bezug zu Betonzangen und Stein- und Betonspaltgeräten

Betonzangen sind für das Greifen, Brechen und Zerkleinern von Betonbauteilen konzipiert. Die Mengenberechnung liefert die erforderlichen Kenndaten: Bauteildicken, Bewehrungsanteile, Bruchlängen, Soll-Korngrößen für die Weiterverladung. Stein- und Betonspaltgeräte erzeugen definierte Trennfugen in Beton oder Naturstein; ausschlaggebend sind Spaltlängen, Bohrlochanzahl, Fugenabstände und das Volumen der abzutrennenden Blöcke. Beide Verfahren profitieren von realistischen Volumen- und Massenansätzen, da diese Zykluszeiten, Greifwege, Zwischenlager und Transportmittel festlegen.

Mengenberechnung für Entkernung und Schneiden

Vor dem Abbruch werden nichttragende Schichten, Einbauten und technische Anlagen entfernt. Mengenansätze umfassen Flächen für Bodenaufbauten, laufende Meter von Trennschnitten und Stückzahlen von Bauteilen. Für präzise Öffnungen kann das Vortrennen die Last für Betonzangen reduzieren. Die Summe der Schnittmeter dient zur Kalkulation der Gerätestunden und Verbrauchsmittel sowie zur Koordination mit nachfolgenden Zerkleinerungsarbeiten.

Zerkleinerungs- und Trennprozesse: Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren, Tankschneider

Für metallische Einbauten und Konstruktionen sind Schnittlängen, Materialstärken und Querschnitte zu erfassen. Daraus wird der Bedarf an Schneidzyklen und die Eignung der Werkzeuge abgeleitet. In Rückbauprojekten mit Betonzangen wird der Stahl nach dem Aufbrechen häufig mit Stahlscheren weiter getrennt. Bei Tanks und Behältern bestimmen Umfang, Wandstärke und Segmentierung die Schnittmengen und die logistische Abfolge.

Leitgrößen für die Kalkulation

• Gesamte Schnittlänge in m und mittlere Materialstärke
• Stückzahlen von Profilen/Platten und ihre Querschnitte
• Zielkorngrößen für das Ladegut (Vorsortierung, Recycling)

Hydraulikaggregate: Leistungsbedarf aus Mengen ableiten

Hydraulikaggregate speisen die Zylinder, Zangen und Scheren. Die Menge pro Zeiteinheit (z. B. m³/h Betonzerkleinerung oder m Spaltlinie/h) ergibt sich aus Zykluszeit, Hubvolumen, Betriebsdruck und Wechselzeiten. Aus der geplanten Tagesmenge wird die erforderliche Betriebszeit des Aggregats abgeleitet. Die Dimensionierung erfolgt so, dass ausreichender Volumenstrom für parallele Verbraucher vorhanden ist, ohne unnötige Stillstände zu verursachen. Maßgebend ist die Dimensionierung von Hydraulikaggregaten.

Ablaufplanung und Logistik auf Basis der Mengen

Die ermittelte Gesamtmenge wird in handhabbare Lose zerlegt. Dadurch lassen sich Gerätekombinationen – etwa Betonzange mit Hydraulikaggregat und Radlader – taktgenau takten. Für Spaltarbeiten werden die Vortriebsbreiten so gewählt, dass Hebemittel und Transportwege nicht überlastet werden. Aus Volumen und Dichte ergeben sich die Transportmassen und damit Anzahl und Takt der Abfuhren.

Entsorgung und Stoffstrommanagement

Getrennte Erfassung von Beton, Bewehrungsstahl, Naturstein und Mischfraktionen setzt exakte Mengen voraus. Die Mengenberechnung dient als Grundlage zur Bestellung von Containern, zur Planung von Zwischenlagern und zur Nachweisführung gegenüber den Beteiligten. Im Zweifel werden Sicherheitszuschläge für Bruchverluste und Überkorn gering, aber nachvollziehbar angesetzt.

Erfassung der Ausgangsdaten: Aufmaß und Modellierung

Je nach Datenlage werden Bestandspläne, Vor-Ort-Aufmaß, Probefreilegungen und räumliche Modelle kombiniert. Für Bauteile ohne vollständige Pläne helfen Schnitte und Rasteraufmaße, um Dicken, Lagen und Hohlräume zu bestimmen. In Felsflächen werden geologische Bänderungen und Klüfte dokumentiert, um die Spaltbarkeit und das Bohrbild realistisch zu planen.

Qualitätssicherung

• Plausibilisierung durch Vergleich mit ähnlichen Bauteilen
• Stichprobenmessungen an kritischen Stellen
• Versionierung der Mengenstände für Kalkulation und Abrechnung

Sicherheits- und Randbedingungen bei der Mengenplanung

Mengenansätze beeinflussen Stand- und Betriebssicherheit. Zu große Losgrößen können Greifwege, Standsicherheit oder Hebekapazitäten überschreiten. Bei Spaltarbeiten sind Sicherheitsabstände für unkontrollierte Brüche zu berücksichtigen. Angaben zu Normen und Vorgaben sind projektbezogen zu prüfen; die hier beschriebenen Werte sind allgemeiner Natur.

Typische Fehler und wie man sie vermeidet

• Öffnungen und Aussparungen nicht abgezogen: führt zu Überschätzung der Betonmenge
• Bewehrungsanteil falsch angenommen: beeinflusst Wahl von Betonzangen und Scheren
• Überbruch im Fels ignoriert: unterschätzt Abfuhr- und Sortierbedarf
• Logistikmengen nicht abgestimmt: Stillstände durch fehlende Container oder Transporte
• Zykluszeiten pauschalisiert: hydraulische Engpässe bei mehreren Verbrauchern

Beispielrechnungen aus der Praxis

1) Deckenrückbau mit Betonzange: Decke 25,0 m × 12,0 m × 0,22 m. V = 25,0 × 12,0 × 0,22 = 66,0 m³. Masse (2,45 t/m³) ≈ 161,7 t. Bewehrungsanteil 90 kg/m³ → Stahl ≈ 5,9 t. Planung: Losgröße 6 m³ je Takt → 11 Takte. Transport: 12 t je Fahrt → 14 Fahrten Beton, 1–2 Fahrten Stahl.

2) Wandöffnung mit Spaltgerät: Wand 6,0 m × 0,35 m × 3,0 m, Öffnung 2,0 m × 1,0 m × 0,35 m. V gesamt = 6,0 × 3,0 × 0,35 = 6,30 m³. V Öffnung = 2,0 × 1,0 × 0,35 = 0,70 m³. V netto = 5,60 m³. Spaltlinie umlaufend 6 m je Öffnung, Bohrbild 25 cm → 24 Bohrlöcher. Zyklusplanung: Spalt- und Hebezeiten je Los aus Erfahrungswerten ableiten.

3) Felsabtrag in Strossen: Fläche 18,0 m × 7,0 m, Abtragsdicke 1,2 m. V = 151,2 m³. Dichte 2,70 t/m³ → 408 t. Überbruchzuschlag 8 % → 438,6 t. Spaltlinienraster 0,6 m → 30 Spaltlinien à 7 m = 210 m Spaltlänge. Bohrlochanzahl je 0,3 m → 700 Bohrlöcher. Hydraulikbedarf und Aggregatlaufzeit aus m Spaltlinie/h ermitteln.

Checkliste: Schritt-für-Schritt zur verlässlichen Mengenberechnung

1. Bestandsaufnahme: Pläne, Aufmaß, Sondagen, Materialkennwerte
2. Geometrie modellieren: Bauteile und Felsvolumen in Teilkörper aufteilen
3. Volumen berechnen: Öffnungen, Hohlräume und Über-/Unterbruch berücksichtigen
4. Materialanteile bestimmen: Bewehrungsstahl, Einlagen, Einbauten
5. Losgrößen festlegen: passend zu Betonzangen, Spaltzylindern und Logistik
6. Geräteleistung und Hydraulik abstimmen: Zykluszeiten und Parallelbetrieb
7. Entsorgungs- und Transportmengen ableiten: Container, Fahrten, Zwischenlager
8. Plausibilisieren und dokumentieren: Annahmen, Quellen, Rechenwege

Dokumentation und Nachkalkulation

Eine klare, nachvollziehbare Dokumentation der Mengen, Annahmen und Rechenwege erleichtert die Steuerung auf der Baustelle und die spätere Nachkalkulation. Abweichungen zwischen Ansatz und Ist-Mengen liefern wertvolle Kennwerte für künftige Projekte – etwa realistische m³/h mit Betonzangen im jeweiligen Bauteiltyp oder Spaltmeter/h im definierten Gestein. So werden Mengenberechnungen Schritt für Schritt präziser und die Arbeitsabläufe in Betonabbruch, Felsabtrag, Entkernung und Natursteingewinnung effizienter planbar.