Ermittlung der Wasserbeanspruchung an unterschiedlichen Bauteilen

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1 Ermittlung der Wasserbeanspruchung an unterschiedlichen Bauteilen Lastfallbestimmung nach DIN , August 2000 DIPL.-ING.MICHAEL WEMBER,DATTELN Mit der Veröffentlichung der überarbeiteten DIN im August 2000 wurde nicht nur die Lücke zwischen Baupraxis und Regelwerk für Bauwerksabdichtungen mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB) geschlossen, auch die Definition von Lastfällen ist jetzt eindeutig geregelt. Auf den Punkt gebracht bedeutet das, Bauwerksabdichtungen mit KMBs sind für die in der Praxis überwiegend vorliegenden Wasserbelastungen normgerecht. Darüber hinaus können nach der Norm auch die Bauteile den Lastfällen zugeordnet werden. Falsche oder unzureichende Beachtung der tatsächlichen Wasserbeanspruchung ist neben Ausführungsfehlern an Detailpunkten häufig die Ursache von Bauschäden im erdberührten Bereich. Die genaue Bestimmung des tatsächlichen Lastfalles der Wasserbelastung ist daher eine wichtige Voraussetzung für die Planung und Erstellung einer funktionstüchtigen Bauwerksabdichtung. Nur so lassen sich Bauwerke dauerhaft gegen Feuchtigkeit schützen. Abb. 1: Detailskizze: Abdichtungen mit Superflex 10 gegen Bodenfeuchte/nicht stauendes Sickerwasser nach DIN , Ausgabe Die Frage ist: Welche Wasserbeanspruchung erzeugt unter Berücksichtigung der Bodenverhältnisse welchen Lastfall, und wie sind jeweils KMB zu verarbeiten? Die aktuell gültige Fassung der DIN gibt hier eindeutige Hilfestellung. Im Rahmen dieses Beitrages werden Planern und Verarbeitern weitere nützliche Hinweise für die Bestimmung der Lastfälle gegeben. Ergänzung findet dieser Text in der Erläuterung der Ausführung von Abdichtungen von KMBs im erdberührten Bereich, abgestimmt auf den vorliegenden Belastungsfall. Lastfallbestimmung ist wichtig Vor jeder Ausführung einer erdberührten Abdichtung mit KMB sollte sich der Verarbeiter intensiv mit der Bestimmung des Lastfalles befassen, denn schließlich geht es nicht nur um den guten Namen des Unternehmens, gleichzeitig übernimmt er auch eine Gewährleistung für sein Gewerk. Nach der VOB, Teil C (DIN ) ist die Angabe des Lastfalles in dem Leistungsverzeichnis erforderlich. Die Praxis spricht hier leider eine andere Sprache. Häufig wird die Forderung der VOB nicht beachtet, 22 Baumarkt 2/2001

2 BAUTECHNIK Wasserbeanspruchung oder die Lastfallbestimmung ist unzureichend. In extremen Fällen fehlt eine Lastfallbestimmung gänzlich. Um es noch einmal zu verdeutlichen, die Verantwortung für die Festlegung von Lastfällen ist Planungspflicht, liegt in der Praxis aber meistens eindeutig beim Verarbeiter. Im Streitfall ist damit fast schon die Haftungsfrage zu Ungunsten des Verarbeiters entschieden. Darüber hinaus sollte immer beachtet werden, dass der jeweils vorliegende Lastfall die Ausführung der Abdichtung bestimmt. Klare Vorgaben macht hier die DIN Sie bestimmt die Schichtdicke und die Lage einer Abdichtung aus einer KMB (Bild 1 und 2) und sagt aus, wann z. B. eine Verstärkungseinlage notwendig ist. Grundsätzlich lässt sich ein Lastfall aus der Art des vorhandenen Erdreiches, der Einbautiefe des Gebäudes im Erdreich, dem Bemessungsgrundwasserstand, der Geländeform und der möglichen Anordnung einer Bauwerksdränung bestimmen. Welche Hilfestellungen gibt dabei die DIN 18195? Lastfallbestimmung leicht gemacht Teil 1 der DIN beschreibt den Anwendungsbereich der Norm und definiert die jeweiligen Lastfälle in Abhängigkeit der Bauteil- bzw. Wasserart, der Einbausituation und der Art der Wassereinwirkung. Aus diesen Parametern zusammen ergeben sich die Abdichtungsarten und Beanspruchungen für die jeweiligen Bauteile. Dargestellt ist dieser komplexe Zusammenhang in der Tabelle 1 im Teil 1 der DIN (Bild 3). Nachfolgend soll anhand eines vom Autoren neu entwickelten Fließdiagramms Planern und Verarbeitern die Interpretation der Tabelle 1 im 1. Teil der Norm erleichtert werden. Mit dem Abb. 2: Detailskizze: Abdichtungen mit Superflex 10 gegen aufstauendes Sickerwasser nach DIN , Ausgabe Diagramm ist nicht nur beabsichtigt, Hilfestellung zu geben, sondern gleichzeitig wird eine einfache Zuordnung der jeweiligen Beanspruchungsgruppen möglich. Unter Berücksichtigung der Gewährleistung für Abdichtungsarbeiten ist die Ermittlung oder Überprüfung des Lastfalles eine wertvolle Hilfe in der Praxis für Planer und Verarbeiter (Bild 4). Das Diagramm gliedert sich nach Bauteilen und fächert sich auf die darauf bezogenen Parameter auf. Es endet in der Lastfallbestimmung mit der daraus abzuleitenden Abdichtungsart. Drei Obergruppen von Bauteilen wurden gebildet: In der 1. Gruppe sind Bodenplatten und erdberührte Wände (Keller) erfasst. Eingesetzt und verarbeitet werden hier zu einem überwiegenden Teil KMB. Beschrieben sind diese Abdichtungsarten in Teil 4 und Teil 6 der DIN Teil 4 beschreibt die Abdichtung gegen Bodenfeuchte und nicht stauendes Sickerwasser. Dieser Lastfall liegt vor, wenn das Baugelände bis zu einer ausreichenden Tiefe unter der Fundamentsohle und auch das Verfüllmaterial der Arbeitsräume aus stark durchlässigen Böden, z. B. Sand oder Kies, bestehen oder wenn bei bindigen Böden eine Dränung nach DIN 4095 angeordnet wird. Teil 6 der DIN beschreibt die Abdichtung gegen aufstauendes Sickerwasser und drückendes Wasser. Aufstauendes Sickerwasser liegt vor bei schwach durchlässigen Böden, bei denen jedoch der Bemessungswasserstand dauerhaft mindestens 30 cm unterhalb der Bodenplatte bleibt. Aufstauendes Wasser entsteht immer dann, wenn eine Dränung nach DIN 4095 nicht zur Ausführung kommen kann. Von drückendem Wasser ist auszugehen, wenn der maximale Bemessungswasserstand näher als 30 cm an die Bodenplatte heranreichen kann. Der 2. Fächer ist gegliedert für waagerechte und geneigte Flächen (z. B. Balkone) sowie Nassräume. Teil 5 der DIN regelt für die angesprochenen Bereiche die möglichen Abdichtungsarten. Dieser Teil der Norm beschreibt den Lastfall nicht drückendes Wasser und die daraus abzuleitende Abdichtung. Eine weitere Unterscheidung wird hier in der Unterteilung in mäßig und hoch beanspruchte Flächen gemacht. Je nach vorliegender Beanspruchung ist eine entsprechende Abdichtung auszuführen. Als 3. Bauteil wurden Wasserbehälter in das Diagramm aufgenommen. Hier liegt der Lastfall von innen drückendes Wasser vor. Teil 7 der DIN geht auf diese Beanspruchungssituation ein. Eine Überarbeitung dieses Teiles der Norm steht noch aus. Die in Teil 7 beschriebenen Systeme kommen selten zur Ausführung, da in der Praxis Wasserbehälter meist aus wasserundurchlässigem Beton hergestellt sind, mit Dichtschlämmen abgedichtet werden oder Abdichtungen im Baumarkt 2/

3 direkten Verbund mit keramischen Belägen erhalten. In diesem Text wird im Folgenden nicht näher auf diesen Bereich eingegangen, er sei nur der Vollständigkeit halber erwähnt. Bemessungswasserstand Wie bereits erwähnt, ist der Bemessungswasserstand ein wichtiger Faktor für die Bestimmung des Lastfalles bei erdberührten Bauteilen. Im Teil 1, Absatz 3.8, der DIN ist er definiert als der höchste, nach Möglichkeit aus langjähriger Beobachtung ermittelte Grundwasser- bzw. Hochwasserstand. Planern und Verarbeitern stellt sich in der Praxis häufig die Frage, woher sie die relevanten Informationen zum Bemessungswasserstand erhalten. Baubehörden und Vermessungsämter geben dazu bereitwillig Auskunft. Liegen dennoch keine ausreichenden Informationen vor, so muss die Lage des Gebäudes genau eingeschätzt werden; z. B. ist die Nähe zu einem Fluss oder Gewässer zu berücksichtigen. In Zweifelsfällen ist ein Bodengutachten zu erstellen. Hilfreich kann auch eine Befragung der Nachbarn sein. Der Grenzwert für die Bestimmung des Lastfalles bemisst sich aus dem Abstand des Grundwassers unterhalb der Unterkante der Bodenplatte. Von der Beanspruchung drückendes Wasser ist dann auszugehen, wenn das Bemessungswasser näher als 30 cm an die Bodenplattenunterkante heranreicht. Für diesen in der Praxis eher selten vorkommenden Lastfall ist eine Ausführung mit KMB nicht genormt. Es empfiehlt sich daher, diese Abdichtungsart gesondert über das Leistungsverzeichnis vertraglich zu vereinbaren. Am häufigsten in der Praxis ist ein Grundwasserspiegel, der mehr als 30 cm unterhalb der Unterkante Bauteil Wasserart Einbausituation Lastfall Erdberührte Kapillar- Stark durchlässiger Boden- Wände und wasser, Boden feuchte Bodenplat- Sicker- Wenig Mit und nicht ten oberhalb wasser durch- Dränung stauendes des Bemes- lässiger sungswas- Ohne Aufstauen- Boden serstandes Dränung des Sicker- wasser Waagerech- Nieder- Balkone u. ä. Bauteile Nicht te und schlags- im Wohnungsbau, drückendes geneigte wasser, Nassräume im Wasser, Flächen im Sicker- Wohnungsbau mäßige Be- Freien und wasser, anspruchung im Erdreich; Anstaube- Genutzte Dachflächen, Nicht Wand- und wässerung, intensiv begrünte drückendes Boden- Brauch- Dächer, Nassräume Wasser, hohe flächen wasser (ausgenommen Woh- Beanin Nass- nungsbau), Schwimm- spruchung räumen bäder Nicht genutzte Dach- Nicht flächen, frei bewittert, drückendes ohne feste Nutzschicht, Wasser einschließlich Extensivbegrünung Erdberührte Grundwasser Jede Bodenart, Drückendes Wände, Gebäudeart und Wasser von Boden- und Bauweise außen Deckenplatten unterhalb des Bemessungswasserstandes Wasser- Brauch- Im Freien und in Drückendes behälter, wasser Gebäuden Wasser Becken von innen Abb. 3: Lastfallzuordnung von Bauteilen in Abhängigkeit der baulichen Gegebenheiten der Bodenplatte liegt. Der sich daraus ergebende Lastfall und die Abdichtungsvarianten sind in Teil 4 der DIN oder im Teil 6 als aufstauendes Sickerwasser beschrieben. Durchlässigkeit des Bodens Ein weiterer wichtiger Parameter für die Lastfallbestimmung ist die Sickergeschwindigkeit von Regenwasser durch den vorhandenen Boden. Auch hier ist ein Grenzwert definiert, der bei K = 10 4 m/s liegt. Der Wert K ist als Sickergeschwindigkeit festgelegt. Was bedeutet dieser Zusammenhang für die Praxis? Sickert Regenwasser in einer Größenordnung von mindestens 0,1 mm/s durch den Boden, so liegt ein Durchsickern des Wassers ohne Aufstau bis unter die Bodenplatte vor. Dieser Fall ist nur bei Sand- oder Kiesböden zu finden, also in der Praxis eher selten. Meist liegt die Sickergeschwindigkeit unterhalb von 0,1 mm/s. Man spricht hier von wenig durchlässigen oder bindigen Böden. In Zweifelsfällen sollte auf ein Bodengutachten zurückgegriffen werden, oder es ist der höhere Lastfall anzunehmen. Ist jedoch mit Eindeutigkeit feststellbar, dass der K-Wert über 0,1 mm/s liegt, so ist von dem Lastfall Bodenfeuchte auszugehen und eine Abdichtung nach Teil 4 der DIN auszuführen. Faktor Dränung Grundsätzlich stellt sich bei einer Dränung immer die Frage der technischen Ausführbarkeit. Die zu beachtenden Parameter sind in der DIN 4095, Dränung baulicher Anlagen, beschrieben. Stichworte sind hier: Liegt ein Anschluss der Dränung an einen Vorfluter oder an einen Regenwasserkanal vor? Erfolgt die Ableitung des Wassers über eine Pumpe mit einem entsprechenden Wartungsaufwand, oder versickert das anfallende Wasser in ausreichender Tiefe im Erdreich? Weiter muss die Frage geklärt werden, ob die betroffene Gemeinde überhaupt eine Dränung genehmigt. Grund für eine Ablehnung ist häufig, dass die Kanalisation oder Kläranlage durch das anfallende Wasser aus Dränungen überlastet werden können. Bestehen jedoch keine Bedenken gegen die Ausführung einer Dränung, so liegt auch bei einer Sickergeschwindigkeit mit einem K-Wert unter 0,1 mm/s der Lastfall nicht stauendes Sickerwasser vor. Die notwendige Abdichtung ist dann nach Teil 4 der DIN auszuführen. Auf Grund der Dränung ist die Beanspruchung 24 Baumarkt 2/2001

4 BAUTECHNIK Wasserbeanspruchung Abb. 4: M. Wember: Fließdiagramm: Beanspruchungsgruppen nach DIN der Abdichtung nicht größer als bei dem Lastfall Bodenfeuchte. Sollte keine Dränung bei bindigem Boden möglich sein, so gibt das Diagramm auch für diesen Praxisfall die notwendige Antwort: Es ist eine Abdichtung nach Teil 6 der DIN auszuführen. Grund ist der Lastfall zeitweise aufstauendes Sickerwasser, der vor allem nach Regenfällen eine hohe Beanspruchung für die Abdichtung darstellt. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Bodenplatten und erdberührte Kellerwände entsprechend der vorliegenden Wasserbelastung nach Teil 4 oder Teil 6 der DIN abzudichten sind. Auf die Beschreibung des Lastfalles nicht drückendes Wasser nach Teil 5 der DIN kann bei Kellerabdichtungen verzichtet werden, da er für diese Bauteile nicht anwendbar ist. Nicht drückendes Wasser Der Lastfall nicht drückendes Wasser ist im Teil 5 der DIN beschrieben und gilt für Nassräume sowie für waagerechte und geneigte Flächen. Wichtig für die Variante der auszuführenden Abdichtung ist die Nutzung der angesprochenen Bereiche. Bei Nassräumen ebenso wie bei waagerechten und geneigten Flächen kann eine hohe oder mäßige Beanspruchung durch Wasser vorliegen. Öffentliche Bäder sind sicher höheren Belastungen ausgesetzt als private. Die jeweiligen Definitionen sind für private Nassräume im Teil 1, Absatz 3.31, und für öffentlich/gewerblich genutzte Räumlichkeiten im Teil 5, Absatz 7.3, der DIN formuliert. Was bedeuten diese Zusammenhänge für die auszuführenden Abdichtungsvarianten? Bei mäßiger Wasserbelastung kann sowohl in Nassräumen als auch auf waagerechten Flächen (Balkone, Laubengänge) eine Abdichtung aus einer KMB ausgeführt werden, und zwar als Zwischenabdichtung unter dem Estrich. Für hoch beanspruchte Nassräume wie Schwimmbäder, Duschen, Großküchen usw. findet sich für KMB in der DIN keine Regelung. Es können die öffentlich und gewerblich genutzten Räumlichkeiten abweichend von der DIN erfolgreich und sicher mit z. B. Abdichtungen im Verbund Baumarkt 2/

5 Abb. 5: Messung der Nassschichtdicke mit einem Deitermann-Schichtdickenmesser mit keramischen Belägen abgedichtet werden. Für hoch beanspruchte, waagerechte und geneigte Flächen wie Dachterrassen, Parkdecks usw. empfiehlt die Norm für die Abdichtung bahnenförmige Systeme. Dennoch sind in Einzelfällen auch Abdichtungen mit KMB ausführbar. Diese sollten allerdings gesondert im Leistungsverzeichnis vereinbart werden. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Abdichtung klassischer Flachdächer nicht in der DIN geregelt wird. Verarbeitung nach DIN Planer und Verarbeiter müssen bei der Verarbeitung von KMB nach der DIN einige Neuerungen beachten. Zu den wichtigsten zählen: Der Auftrag von KMB sollte grundsätzlich in 2 Aufträgen erfolgen. Die Mindesttrockenschichtdicken von 3 mm bei Bodenfeuchte/nicht stauendem Sickerwasser und 4 mm bei aufstauendem Sickerwasser sind verbindlich einzuhalten. Bei Abdichtungen nach Teil 6 aufstauendes Sickerwasser ist die Einarbeitung einer Verstärkungseinlage erforderlich, z. B. Gewebe. Bei Ausführungen nach Teil 5 und Teil 6 sind Schichtdickenmessungen und Durchtrocknungsprüfungen durchzuführen und zu dokumentieren. Darüber hinaus ist für eine erfolgreiche Abdichtung mit KMB die Prüfung des vorhandenen Untergrundes besonders wichtig. In DIN 18195, Teil 3, sind klare Anforderungen an den Untergrund definiert. Für den Bereich von Boden-/Wandanschlüssen schreibt die Norm vor, dass die Dickbeschichtung aus dem Wandbereich über den Vorsprung der Bodenplatte bis etwa 100 mm auf Stirnfläche der Bodenplatte herunterzuführen ist. Die Ausführung der Hohlkehle muss mit besonderer Sorgfalt erfolgen. Bei der Verwendung von Bitumenbahnen als Querschnittsabdichtung in Wänden müssen diese an der Außenseite bündig zum Mauerwerk abgeschnitten werden, um eine gute Haftung der Hohlkehle auf dem Bodenplattenvorsprung zu ermöglichen. Die Verarbeitung von KMB beginnt mit der Grundierung. Vor dem Auftrag der Flächenabdichtung werden die Details, wie der Anschluss Boden/Wand, Rohrdurchführungen, Fugen, etc. abgedichtet. Die konstruktive Ausbildung dieser Details muss bereits in der Planungsphase beachtet werden. Zum Abdichtungssystem gehörende Fugenbänder ermöglichen die Integration einer übergangslosen Fugenabdichtung in die Flächenabdichtung. Mittels einer Füll- und Kratzspachtelung im Spachtelverfahren wird der Untergrund egalisiert. Darauf folgt der Auftrag der Flächenabdichtung in 2 Aufträgen, wobei sich die Mindesttrockenschichtdicke nach der Feuchtigkeitsbeanspruchung richtet. Die vorgeschriebene Abb. 6: Das ausgefüllte Ausführungsprotokoll bietet Praktikern einen eindeutigen Nachweis (Abb.: Heidelberger Bauchemie, Marke Deitermann) Mindesttrockenschichtdicke darf zudem an keiner Stelle unterschritten werden. Einhaltung der Prüfungspflicht Wesentlich ist sicherlich, dass die Norm Mindesttrockenschichtdicken verankert. Der Verarbeiter ist angehalten, zur Sicherstellung der Schichtdicke in der Ausführungsphase die Nassschichtdicken zu messen, z. B. mit einem Schichtdickenmesser. Die gemessenen Werte sind außerdem in einem Protokoll zu dokumentieren (Bilder 5 und 6). Darüber hinaus fordert die neue Norm vom Verarbeiter, dass er an Referenzproben, z. B. einem Mauerwerksstein, der mitbeschichtet und in der Baugrube gelagert wird, zerstörend den Grad der Durchtrocknung durch z. B. Anschneiden überprüft. Diese Prüfungs- und Dokumentationspflicht ist für die Ausführungen nach Teil 5 und Teil 6 verankert worden, und zwar gerade für Fälle, bei denen höhere Wasserbelastungen anstehen. Durch die Kontroll- und Prüfungspflicht wird die Ausführungssicherheit beim Verarbeiter deutlich höher. Nicht nur die Mindeststandards in einer Ausführungsnorm sind wichtig, gleichzeitig sollten Verarbeiter sich für die Ausführung von KMB qualifizieren lassen. Zusammenfassung Seit August 2000 liegt nun die überarbeitete DIN Bauwerksabdichtungen vor. Sie beinhaltet wichtige Klarstellungen für den Planer und Verarbeiter. Gleichzeitig stellt sie eine deutliche Annäherung zwischen der bisherigen Baupraxis und anerkannten Regelwerken her. Die DIN gibt klare Hinweise, wann überhaupt abgedichtet werden muss und welche Bauteile wie abzudichten sind. Im Teil 1 der Norm wird in der Tabelle 1 die Zuordnung der Abdichtungsarten und Beanspruchungen für verschiedene Bauteile aufgeführt. Der vorliegende Beitrag erläutert anhand eines Fliessdiagramms die Lastfälle und die daraus abzuleitenden Abdich- 26 Baumarkt 2/2001

6 BAUTECHNIK Wasserbeanspruchung tungsarten. Planern und Verarbeitern wird so die Interpretation der Tabelle 1 erleichtert. Mit dem Diagramm ist nicht nur beabsichtigt Hilfestellung zu geben, gleichzeitig wird eine einfache Zuordnung der jeweiligen Beanspruchungsgruppen in der Praxis möglich. Service Die Heidelberger Bauchemie, Marke Deitermann, hat ihre technischen Merkblätter an die Anforderungen und Begriffe der neuen DIN angepasst. Planern und Verarbeitern stehen Musterleistungsverzeichnisse mit den wichtigsten Neuerungen der DIN in gedruckter Form oder auf CD-ROM zur Verfügung. Darüber hinaus hat Deitermann alle Mitarbeiter detailliert über dieses Regelwerk geschult. Fragen beantwortet man in Datteln gerne. Dafür wurde unter 02363/ eine Hotline eingerichtet. Literatur DIN Teil 1 bis 6, Ausgabe , Bauwerksabdichtungen. DIN Teil 7 bis 10, Ausgabe 1983, Bauwerksabdichtungen. DIN 4095, Baugrund-Dränung zum Schutz baulicher Anlagen Planung, Bemessung und Ausführung, Juni 1990 Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen erdberührter Bauteile mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen, Stand Juni R. Pohl: So wird wirklich abgedichtet, in: Bautenschutz und Bausanierung, 1/1999. Literatur Heidelberger Bauchemie, Marke Deitermann. t Baumarkt 2/