Das neue DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen Sicherstellung der Dauerhaftigkeit bei Stahlbetonbauteilen

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1 Prof. Claus Flohrer ö.b.u.v. Sachverständiger, Neu-Isenburg Das neue DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen Sicherstellung der Dauerhaftigkeit bei Stahlbetonbauteilen 1. Einleitung Die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Parkbauten aus Stahlbeton hat nach den Festlegungen in DIN 1045 entsprechend der Einstufung in die Expositionsklassen zu erfolgen. Bei Stahlbetonbauteilen ohne direkte Chloridbeanspruchung sind die die in DIN 1045 festgelegten Maßnahmen in Verbindung mit einer erforderlichen Rissbreitenbegrenzung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit ausreichend. Bei horizontalen, direkt befahrenen Flächen mit Chloridbeanspruchung ist neben betontechnologischen Maßnahmen und Maßnahmen zur Sicherstellung der Betondeckung planmäßig dafür zu sorgen, dass kein Chlorid im Laufe der geplanten Lebensdauer in Risse eindringen kann. Hinweise dazu sind in DIN 1045 /1/, Tab. 10, Fußnote b, DAfStb-Heft 525 /2/ und insbesondere im neuen DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen /3/ enthalten. Ziel dabei ist, dass die Baukonstruktion unter den planmäßigen Einwirkungen aus Last und Umgebungsbedingungen die vorgesehene Lebensdauer von 50 Jahren bei angemessenem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand erreicht. Neben Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit sind Maßnahmen zur Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit zu planen und umzusetzen. Unabhängig davon muss der Investor als Planungsgrundlage festlegen, wie die Parkimmobilie genutzt (privat, gewerblich, Nutzungsfrequenz usw.) wird und welche Nutzungsfreundlichkeit der Planung zugrunde zu legen ist. 2. Beanspruchung Die Geschossdecken von Parkhäusern und Tiefgaragen sind i. A. Bauteile mit Rissbildung und Chloridbeaufschlagung von oben und somit hinsichtlich der Bewehrungskorrosion in die Kategorie der schärfsten Beanspruchung einzustufen. Die Bodenplatten derartiger Gebäude werden in gleicher Weise beansprucht, jedoch sind die temperaturbedingten Wechselbeanspruchungen, die zu einer ständigen Rissbreitenänderung führen, im Bauteilquerschnitt deutlich geringer. Dennoch sind an der Bauteiloberfläche umgebungsbedingte Rissweitenänderungen festzustellen, die insbesondere bei wasserundurchlässigen Bodenplatten bezüglich möglicher Oberflächenschutzmaßnahmen besonders zu beurteilen sind. 1

2 Durchlaufende Bauteile mit Rissen (Geschossdecken), die tiefer reichen als die obere Bewehrungslage, sind besonders kritisch einzustufen, da im Bereich der Risse eine rasche Depassivierung der Bewehrung auftritt und - als Folge - mit der Bildung von Makrokorrosionselementen mit extremen Korrosionsgeschwindigkeiten zu rechnen ist. Für die Chloridbeaufschlagung ist das Taumittel, das durch Fahrzeuge in Tiefgaragen und Parkdecks eingeschleppt werden kann, ausreichend. Insbesondere bei der Planung von Schutzmaßnahmen ist die mechanische Beanspruchung der Flächen durch die Fahrzeuge zu berücksichtigen. Hoch frequentierte öffentliche genutzte Tiefgaragen weisen die höchsten mechanische Einwirkungen durch Flieh-, Brems- und Anfahrkräfte auf. 3. Konzepte und Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit Vom Investor oder späteren Betreiber müssen frühzeitig Festlegungen getroffen werden, die es den Planern ermöglichen, Konzepte zu entwickeln, die sowohl die geplante Nutzung ermöglichen wie auch die Dauerhaftigkeit und die Gebrauchstauglichkeit sicherstellen. Im Investor festzulegen sind: Art der Nutzung, Nutzungsfrequenz, geplante Lebensdauer, Nutzungsfreundlichkeit. Nutzung und Nutzungsfrequenz haben entscheidenden Einfluss auf die Auswahl der Fahrbeläge bzw. auf Erfordernis von Gefälle und Entwässerungseinrichtungen. Die Nutzungsfreundlichkeit ist nicht gleichzustellen mit der Gebrauchstauglichkeit. Die Gebrauchstauglichkeit zur Sicherstellung der geplanten Nutzung als Parkhaus ist grundsätzlich sicherzustellen. So schränken z.b. Trennrisse in einer Geschoßdecke die Gebrauchstauglichkeit ein, weil das durch die Risse durchtretende Wasser durch Calciumhydroxid angereichert ist und Schäden am Lack der darunter parkenden Fahrzeuge zur Folge hat. Treten beispielsweise Pfütze in einem Parkdeck auf, weil das Parkdeck gefällelos geplant wurde, ist die Gebrauchstauglichkeit dennoch gegeben. Die Nutzungsfreundlichkeit dagegen kann dann als gering eingestuft werden, weil die Benutzer des Parkhauses durch Pfützen laufen müssen /4/. Die Festlegungen der Elemente, die über die Nutzungsfreundlichkeit entscheiden, kann deshalb nur der Investor oder Betreiber treffen. Als besonders kritisch haben sich in der Vergangenheit Tiefgaragen in Eigentumswohnanlagen gezeigt, weil die endgültigen Nutzer in der Planungsphase noch nicht bekannt sind und der Erstinvestor somit über die spätere Nutzungsfreundlichkeit entscheidet. Wurden dann beispielsweise gefällelose Tiefgaragen in derartigen Immobilien erstellt, waren häufig gerichtliche Auseinandersetzungen die Folge, wenn die Käufer später sich durch Pfützen gestört fühlten. Daraus ist ersichtlich, dass insbesondere die Festlegungen zur Nutzungsfreundlichkeit Eingang in Verträge zwischen Investor und Planer/Ausführenden aber auch in Kaufverträge zwischen Investor und späterem Eigentümer finden müssen. Liegen die grundsätzliche Art der Nutzung und die gewünschte Nutzungsfreundlichkeit fest, sind von den Planern außer der Architektur - und Ausrüstungsplanung entsprechend dem DBV-Merkblatt /3/ verbindlich festzulegen und zu dokumentieren: 2 Entwurfsgrundsätze, nach denen bauteilbezogen das Tragwerk konstruiert und bemessen wird Ausführungsvariante Art des Fahrbelags in Abhängigkeit der Ausführungsvariante ergänzende Maßnahmen an aufgehenden Bauteilen Wartungs- und Instandhaltungskonzept.

3 Da die unterschiedlichen möglichen Ausführungsvarianten zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit maßgeblich vom Konzept der Rissbeherrschung in den Stahl- oder Spannbetonbauteilen abhängen, hat der Planer zunächst bauteilbezogen jeweils einen Entwurfsgrundsatz festlegen. Dieser muss die geplante Beanspruchung Last, Zwang, Nutzung ermöglichen und dabei über die geplante Lebensdauer sicherstellen, dass die Bauteile nur im zulässigen Maße mit Chloriden beansprucht werden. Dazu müssen beispielsweise Risse und Arbeitsfugen vermieden oder dauerhaft abgedichtet werden. Nach derzeitigem Kenntnisstand kann in gerissenen Bereichen nicht ausgeschlossen werden, dass Chloride aus Tausalzen auch bei kurzzeitiger Einwirkung zu Korrosion der Bewehrung führen können. Deshalb darf nur bei kurzzeitiger Einwirkung (maximal eine Wintersaison) ein entstandener Riss, in den Chloride eindringen konnten, ohne weitere Untersuchungen abgedichtet werden, weshalb der Wartung mit kurzen Inspektionsintervallen besondere Bedeutung zukommt. Analog zur WU-Richtlinie /5/ werden in /3/ folgende 3 Entwurfsgrundsätze unterschieden (Abb. 1), deren Anwendung der Tragwerksplaner in Abstimmung mit dem Objektplaner bauteilbezogen festzulegen hat: Abb. 1: Entwurfsgrundsätze nach DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen, Fassung 9/2010 Wird beispielweise die Bodenplatte als druckwasserbelastete Weiße Wanne geplant, wäre ein Entwurfsgrundsatz b) Festlegen von Rissbreiten, die eine Selbstheilung ermöglichen und die Rissüberbrückungsfähigkeit eines Oberflächenschutzsystems nicht überschreiten nicht geeignet. Solange nicht sichergestellt ist, dass die Risse nicht wasserführend sind und bleiben, ist der Einbau eines rissüberbrückenden Oberflächenschutzsystems nicht möglich, weshalb in /3/ für weiße Bodenplatten auch planmäßig ein starres Oberflächenschutzsystem OS 8 mit Einzelrissbehandlung empfohlen wird. Idealerweise wird der Entwurfsgrundsatz a) Vermeiden von Rissen gewählt, der jedoch in der Praxis meist nur mit erheblichem konstruktiven, betontechnologischen und ausführungstechnischem Aufwand umgesetzt werden kann. In der Praxis bewährt und meist als einziger wirtschaftlich umsetzbar ist der Entwurfsgrundsatz c, bei dem einzelne Risse mit größeren Rissweiten akzeptiert werden und diese nachträglich abgedichtet werden. Im Falle von WU-Bodenplatten müssen die Riss zunächst abdichtend injiziert und wegen der nutzungsbedingt zu erwartenden Rissweitenänderungen mit rissüberbrückenden Bandagen von oben abgedichtet werden. Diese Maßnahmen sind auch im Nachhinein während der Nutzung möglich, wenn noch vereinzelt Risse aus Spätzwang entstehen. Der Entwurfsgrundsatz b) Rissbreiten begrenzen kann sinnvollerweise in Geschoßdecken eingesetzt werden, wenn rissüberbrückende Oberflächenschutzsysteme oder abdichtende Fahrbeläge eingesetzt werden, da die Abdichtungen und rissüberbrückenden Oberflächenschutzsysteme meist nur geringe Rissweitenänderungen schadensfrei aufnehmen können. Nach Festlegung der Entwurfsgrundsätze für die jeweiligen Bauteile einer Tiefgarage oder eines Parkhauses sind vom Objektplaner in Abstimmung mit dem Tragwerksplaner die Ausführungsvarianten nach für die einzelnen befahrenen Ebenen festzulegen. In /3/ sind die möglichen Ausführungsvarianten tabellarisch zusammengestellt (Abb. 2): 3

4 Abb. 2: Ausführungsvarianten für befahrene Bauteile nach DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen, Fassung 9/ Werden Expositionsklassen für direkt befahrene Flächen und eine Betondeckung entsprechend DIN 1045 gewählt (Ausführungsvariante 1), ist die Bewehrung im ungerissenen Bereich auch ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen über die geplante Lebensdauer nach DIN 1045 dauerhaft vor Korrosion geschützt. Der bei dieser Ausführungsvariante beschriebene Oberflächenschutz ist nur zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit an Rissen erforderlich, weshalb rissvermeidende Bauweisen (z.b. mit hochwertigen Fertigteilen oder vorgespannte Konstruktionen keinen zusätzliche Oberflächenschutz erfordern. Bauteile nach Ausführungsvariante 1 mit zusätzlichem flächigen Schutz (rissüberbrückend an Rissen) sind daher als besonders robust einzustufen. (bei üblicher Wartung) Auch bei der Ausführungsvariante 3 kann von einer sicheren Konstruktion ausgegangen werden, wenn die Abdichtung unter der einwirkenden Verkehrsbelastung dauerhaft über die gesamte Lebensdauer funktioniert (bei üblicher Wartung). Die Ausführungsvarianten 2 sind kritisch zu bewerten, da diese Ausführung über die gesamte Lebensdauer (mindestens 50 Jahre) einen deutlich intensiveren Wartungs- und Inspektionsaufwand erfordert. Dies ist deshalb erforderlich, weil die Betonkonstruktion alleine, ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen die Dauerhaftigkeit nicht sicherstellt. Erst durch die dauerhaft wirksame abdichtende Funktion der Schutzmaßnahme wird eine gleichwertige Dauerhaftigkeit erreicht. Unter Berücksichtigung üblicher, mehrfacher Eigentümer- oder Betreiberwechsel und den bisherigen Erfahrungen mit Wartung und Inspektion von Parkbauten ist die Ausführungsvariante 2 nur bei besonderen Maßnahmen zur Umsetzung der geplanten Wartungs- und Inspektionsmaßnahmen (z. B. Führung eines Bauwerksbuch /6/) zu empfehlen. Zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit sind dann vom Planer die entsprechend dem Entwurfsgrundsatz und der Ausführungsvariante geeigneten Abdichtungs- und Oberflächenschutzsysteme unter Berücksichtigung der vorgegebenen Nutzung festzulegen und im Detail zu planen. Bewährte Abdichtungs- und Oberflächenschutzsysteme sind in /3/ enthalten und beschrieben (Abb. 3):

5 Abb. 3: Bewährte Abdichtungs- und Oberflächenschutzsysteme nach /3/ Insbesondere die Nutzungsfrequenz und die Art der Nutzung wurden in der Vergangenheit bei hochbeanspruchten Parkflächen häufig nicht ausreichend bewertet. Weiche, rissüberbrückende Oberflächenschutzsysteme OS 11 sind in ihrer Zusammensetzung und der Schichtenfolge eher auf Rissüberbrückung optimiert und weisen nur einen eingeschränkten Widerstand bei hoher mechanischer Beanspruchung auf. Im Innenbereich sind deshalb starre Oberflächenschutzsysteme OS 8 in Kombination mit rissüberbrückenden Bandagen besser geeignet, wenn der dazu passende Entwurfsgrundsatz verfolgt wird. Bei frei bewitterten Parkflächen haben sich bituminöse Abdichtungssysteme oder das Oberflächenschutzsystem OS 10 in Kombination mit einem verschleißfesten Fahrbelag besser bewährt als Oberflächenschutzsysteme OS 11a. Der Übergang von horizontalen befahrenen Flächen zu aufgehenden Bauteile erfordert besondere Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. Die in diesem Bereich abgeordnete Arbeitsfuge zwischen dem horizontalen und dem vertikalen Bauteil stellt einen besonderen Schwachpunkt dar. Durch Anordnung einer Hohlkehle aus EP-Mörtel, auf die das Oberflächenschutzsystem aus der Fläche hochgezogen wird, kann diese Fuge dauerhaft und wirkungsvoll abgedichtet werden. Der Übergang von der Hohlkehle zu der dann folgenden Sockelbeschichtung (i.a. OS 4) darf dennoch nicht permanent mit Wasser belastet sein. Dies hat zur Folge, dass bei gefällelosen Parkflächen die Höhe der Hohlkehle in Abhängigkeit der zu erwartenden Pfützen festzulegen ist. Die Höhe des Sockelanstrichs richtet sich nach der zu erwartenden Spritzwasserbeanspruchung und ist in /3/ festgelegt (Abb. 4). 5

6 Bei Tiefgaragen (insbesondere gefällelos) ist immer wieder festzustellen, dass kein Höhenversatz zwischen den Fahr- und Parkbereichen und den angrenzenden Treppenhäusern geplant wird. Auch bei Forderung von höhengleichen Übergängen kann durch Anordnung einer kleinen Anrampung (Höhe 3-5 cm) verhindert werden, dass Wasser aus der Tiefgarage in die angrenzenden Treppenhäuser gelangen kann. Dies ist meist zwingend erforderlich, weil in den angrenzenden Treppenhäusern häufig schwimmende Bodenbeläge verlegt sind, in die das Wasser eindringen könnte. Bei Tiefgargen ohne tragende Bodenplatten erfordert der Wand- und Fundamentbereich unterhalb des Fahr- oder Parkoberfläche ebenfalls Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. In den Bodenaufbau eindringende Feuchtigkeit und Chloride können zu einer Dauerbeanspruchung für die Wände führen, die entweder einen Widerstand entsprechend der Expositionsklasse XD oder zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen erfordert. Lösungen dazu enthält /7/. Als Abdichtungsstoffe sind nur bauaufsichtlich zugelassenen Bauprodukte mit einem Nachweis für Dauerfeuchtbeanspruchung geeignet (z.b. KMB oder MDS) Legende 1 Stütze/Wand (min XC3) 2 Parkdeck 3 Arbeitsfuge 4 Dreiecks- oder Hohlkehle 5 horizontale Beschichtung bis OK Kehle OS11 (oder =S8) 6 vertikale Beschichtung OS4 7 OS bzw. Beschichtung zum Schutz der Arbeitsfuge 8 OS bzw. Beschichtung flächig Abb. 4: Übergang zwischen horizontalen und vertikalen Bauteilen /3/ Nach Festlegung der bauteilbezogenen Entwurfsgrundsätze, der Ausführungsvarianten, der nutzungsabhängig erforderlichen Schutz- und Abdichtungsmaßnahmen sowie der konstruktiver Durchbildung sind durch die Planung die erforderlichen Wartungs- und Inspektionsintervalle festzulegen und ein entsprechender Wartungsplan aufzustellen. Hinweise sind in /3/ enthalten. Wartung- und Inspektion sind für jede Parkimmobilie ebenso wie die mehrfach pro Jahr durchzuführende Reinigung ein zwingendes Muss für jeden Eigentümer oder Betreiber. Die Wartung sollte durch einen Wartungsvertrag im Auftrag des Eigentümers festgeschrieben werden. Das Wartungs- und Inspektionsintervall ist für die jeweiligen Ausführungsvarianten unterschiedlich. Grundsätzlich gilt jedoch für jede Tiefgarage oder Parkhaus, dass in den ersten 5 Jahren mindestens einmal jährlich eine Inspektion durch einen bautechnisch vorgebildeten Fachmann zu erfolgen hat. Dieser hat dann erforderliche Maßnahmen festzustellen und zu beschrieben. Die Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen muss spätestens bis zum nächsten Winter erfolgen, um die Chloride möglichst vollständig von der Bewehrung fern zu halten. Insbesondere Risse müssen innerhalb dieses Zeitraums dauerhaft verschlossen werden. Die früher vielfach vertretene Meinung, dass kleine Risse unkritisch sind oder bei Vorliegen eines Gefälles keine Maßnahmen an Rissen erforderlich sind ist nicht zutreffend. 6

7 4. Zusammenfassung Die obigen Ausführungen zeigen erforderliche Konzepte und Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Parkhäusern und Tiefgaragen auf. Neben Festlegungen durch den Investor/ Betreiber sind insbesondere die beteiligten Planer gefordert, der Beanspruchung und Nutzung entsprechende Planungsschritte vorzunehmen. Die Kommunikation zwischen den Beteiligten ist in der Abstimmungs- und Planungsphase zwingende Pflicht, um Meinungsunterschiede bei der Auslegung der Anforderungen und Machbarkeiten zu beseitigen. In der Vergangenheit haben diese Meinungs- und Auslegungsunterschiede häufig im Nachgang zu gerichtlichen Auseinandersetzungen zwischen den Beteiligten geführt. Da Eigentümer häufig keine ausreichende Erfahrung mit Parkbauten haben, sind die Planer insbesondere zur Aufklärung verpflichtet. Gleichermaßen müssen Sie jedoch die von den Bauherrn zu treffenden Festlegungen einfordern. Die Aufklärung endet nicht mit der technischen Beschreibung, wie Expositionsklasse, Entwurfsgrundsatz, Ausführungsvariante usw. Die Aufklärung sollte so erfolgen, dass der Bauherr auch die Folgen der Festlegungen für die Nutzung oder auch später erforderliche zusätzliche Arbeitsschritte erkennt. Beispielsweise ist klarzustellen, dass Folge einer gefällelosen Bauweise Pfützen sind und deren Ort und Größe nicht vorherzubestimmen sind. So sollte beispielsweise auch beschrieben werden, dass z.b. infolge spät einwirkender Temperaturänderungen Risse infolge Spätzwang entstehen können, die auch während der Nutzung noch zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen erforderlich machen können. Ohne eine regelmäßige Wartung und Inspektion und die umgehende Durchführung erforderlicher Instandhaltungsmaßnahmen können Parkbauten niemals die geplante Dauerhaftigkeit erfüllen. Die Wartung hat grundsätzlich bei allen Parkbauten in den ersten 5 Jahren mindestens einmal jährlich und anschließend entsprechend der gewählten Ausführungsvariante zu erfolgen. Aus den beschriebenen erforderlichen Abstimmungen und Festlegungen zwischen den Beteiligten ist zwangsläufig abzuleiten, dass diese Festlegungen Eingang in Verträge zwischen Investor und Planer/ Ausführenden aber auch in Kaufverträge zwischen Investor und späterem Eigentümer finden müssen, um zukünftig unsinnige und langwierige gerichtliche Auseinandersetzungen zu vermeiden. 5. Literatur /1/ DIN 1045: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton. Ausgabe Juli 2001 bzw. August /2/ Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.v.: Erläuterungen zu DIN In: DAfStb-Heft 525. Beuth-Verlag, Berlin, 2. überarbeitete Auflage /3/ Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.: DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen. Fassung September /4/ Flohrer, Claus, Ausbildung von Gefällen in Parkbauten - individuelle Betrachtung erforderlich? DBV-Arbeitstagung 2010: Parkhäuser und Tiefgaragen - Das neue DBV-Merkblatt, Berlin. /5/ Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.v.: DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) - Ausgabe 11/2003. /6/ Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.v.: DBV-Merkblatt Bauwerksbuch, Merkblatt zur Sicherheit und Erhaltung von Gebäuden, Fassung 12/2006. /7/ DBV-Rundschreiben 227/2010: Fingerlos, F., Meier, A.: Zur Dauerhaftigkeit von aufgehenden Bauteilen und Fundamenten in Tiefgargen mit durchlässigem Fahrbelag. 7