Leistungsberechnung von Baumaschinen

Zur Planung des Bauablaufs werden die Leistungswerte von den einzusetzenden Baumaschinen benötigt. Außerdem dienen sie zur Ermittlung der Einzelkosten einer Teilleistung in der Kalkulation in der Angebotsphase und zur Auswahl der geeigneten Geräte bzw. der Gerätekombination für die Ausführung in der Arbeitsvorbereitung. Grundsätzlich wird bei der Leistungsermittlung von Baumaschinen zwischen in Intervallen arbeitenden Maschinen und kontinuierlich arbeitenden Maschinen (Stetigförderer) unterschieden.

Die Leistungsermittlung einer Maschine ist abhängig von:

• Geräteart und Gerätegröße
• Zu bearbeitendem Material
• Baustellenverhältnisse
• Bedienung-Geräteführer
• Zustand des Gerätes
• Witterung
• Zusammenspiel mit anderen Maschinen

Zur Leistungsermittlung von Baumaschinen kann die Formelsammlung Baubetrieb zur Anwendung kommen. Die nachfolgende Auflistung dient zur schnelleren Orientierung im Tabellenwerk.

Zu den in Intervallen arbeitenden Maschinen gehören unter anderem:

• Krane
• Bagger
• Mischanlagen
• Lader
• Lastkraftwagen

Baumaschinen, die in Intervallen arbeiten, besitzen eine Spielzeit. Die Spielzeit t [min] ist die Zeit in Minuten, die für die Ausführung eines Arbeitsspiels benötigt wird. Die Spielzeit hängt von unterschiedlichen Faktoren wie z. B. Bodenbeschaffenheit, notwendige Tiefe, Transportweg, Platzverhältnisse, spezielle Gerätekenngrößen, Eignung des Geräteführers, Baustellenorganisation oder Witterungsverhältnisse ab. Ein Arbeitsspiel ist ein Vorgang, der mit gleicher Ablauffolge der einzelnen Teilvorgänge mehrfach wiederholt wird.

Für den Baugrubenaushub mit Hilfe eines Baggers und LKWs ergeben sich beispielhaft folgende Abläufe für ein Arbeitsspiel:

1. Erde lösen in Löffel
2. Ausleger heben
3. Oberwagen schwenken
4. Löffel auf LKW entleeren
5. Oberwagen zurückschwenken
6. Ausleger senken

Um die Leistung für in Intervallen arbeitende Maschinen zu ermitteln, werden die folgenden Formeln und Berechnungsschritte angewendet.

Leistung Q = Arbeitsaufwand / Zeitaufwand [z.B. m³/h]

Q_Spiel = V_R * f_L

f_L = Ladefaktor = f_F / f_S

V_R =Nenninhalt (Fassungsvermögen des Arbeitswerkzeuges)[m³]

f_F = Füllungsfaktor (Verhältnis des Volumens nach dem Lösen bzw. Aufnehmen zum Volumen vor dem Lösen bzw. Aufnehmen) (Tabelle 3.4-d; Formelsammlung Baubetrieb)

f_s = Auflockerungsfaktor (Tabelle 3.4-e; Formelsammlung Baubetrieb) ≥ 1

mit:

n = Anzahl der Spiele pro Stunde (60 / t [min]; 3.600 / t [sec])

t = Spielzeit [min⁡ bzw. sec]

f_i = Einsatzfaktoren

Der Nutzleistungsfaktor f_E gibt die Proportionalität zwischen effektiver Tätigkeitszeit zur tatsächlichen Ausführungszeit einer Maschine an und ist abhängig von:

• Betriebsbedingungen
• Baustellenbedingungen
• Verteil- und Erholungszeiten für Gerät und Fahrer

Eine Unterscheidung der Abhängigkeit zwischen Betriebs- und Baustellenbedingungen sind aus nachfolgender Tabelle zu entnehmen:

Zu den kontinuierlich arbeitenden Maschinen gehören unter anderem:

• Pumpen
• Förderbänder
• Straßenfertiger
• Verdichtungsgeräte (Walzenzüge)
• Brecheranlagen

Kontinuierlich arbeitende Maschinen haben keine Spielzeit, sondern arbeiten konstant mit einer bestimmten Leistung. (Beispiel Förderpumpe: 270 l/min)

Die Berechnung der Leistung erfolgt nach DIN ISO 9245 in zwei Schritten:

1. Grundleistung QB
2. Nutzleistung QA

Die Grundleistung ist die Leistung, die mit der jeweiligen Arbeitseinrichtung bei einer bestimmten Einsatz- und Materialart kurzzeitig erreichbar ist. Unberücksichtigt bleiben leistungsmindernde Einflüsse aus Gerätezustand, Baustellenorganisation und Witterung. Vorausgesetzt wird ein eingearbeiteter Baumaschinenführer. Die Grundleistung wird dann erreicht, wenn alles optimal läuft und keine Verteilzeiten berücksichtigt werden.

Die Nutzleistung ist die Leistung, die mit der jeweiligen Arbeitseinrichtung bei einer bestimmten Einsatz- und Materialart auf Dauer erreicht wird. Hierbei werden alle leistungsbeeinflussenden Größen wie Gerätezustand und –bedienung, Baustellenorganisation und Witterung berücksichtigt.

Nach REFA lässt sich die gesamte Betriebszeit eines Baugeräts wie folgt aufgliedern:

Um die Leistung für kontinuierlich arbeitende Maschinen zu ermitteln, werden die unten stehenden Formeln angewendet. Der Nutzleistungsfaktor f_E lässt sich analog zu in Intervallen Arbeitende Maschinen berechnen.