Im Detail
Hangbebauung
Gebäude mit besonderen Anforderungen an die Bauwerksabdichtung
Text: Peter Schmidt | Foto (Header): © blickwinkel2511 – stock.adobe.com
Gebäude in Hanglage binden aufgrund des geneigten Geländes mit ihrem unteren Geschoss unterschiedlich tief in den Baugrund ein. Dadurch ergeben sich einige Besonderheiten gegenüber Gebäuden, die in ebenem Gelände errichtet werden. Zum einen ist immer eine Abdichtung der erdberührten Wände erforderlich, während bei einem nicht unterkellerten Gebäude in der Ebene nur die Bodenplatte abgedichtet werden muss. Zum anderen ist je nach den örtlichen Gegebenheiten mit einer größeren Wassereinwirkung durch Stauwasser zu rechnen, was besondere Maßnahmen erfordert. Gleichzeitig werden die luftseitigen Räume des Untergeschosses oft als Aufenthaltsräume genutzt, sodass hier zusätzliche bauphysikalische Anforderungen zu beachten sind. Dieser Beitrag erläutert die wichtigsten zu beachtenden Regeln und Besonderheiten bei der Planung der Abdichtung.
Auszug aus:
der bauschaden
Ausgabe Oktober / November 2020
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Gebäude in Hanglage binden mit ihrem unteren Geschoss im hinteren, hangseitigen Bereich ins Gelände ein. Dies gilt selbst dann, wenn das Gebäude planmäßig nicht unterkellert wird. Je nach Größe der Geländeneigung und Gebäudetiefe kann es daher vorkommen, dass das untere Geschoss auf der Bergseite einem Kellergeschoss im herkömmlichen Sinn entspricht, während es auf der Talseite einem üblichen Normalgeschoss gleicht. In vielen Fällen wird daher der rückwärtige, ins Erdreich einbindende Bereich entsprechend als Keller genutzt. Im vorderen, zum Tal orientierten Teil des Untergeschosses können Aufenthaltsräume untergebracht werden. In den meisten Fällen befinden sich auf dieser Seite auch ein Zugang sowie eine Zufahrt, z. B. zu einer Garage im Untergeschoss, wenn die Talseite an der Straße liegt. Hier ergibt sich ein wesentlicher Vorteil gegenüber einem Kellergeschoss in einem Gebäude in ebenem Gelände. Der Zugang zum Untergeschoss kann ohne große Probleme barrierefrei ausgeführt werden.
Besonderheiten bei Gebäuden in Hanglage
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Gebäuden in Hanglage und in der Ebene ergibt sich bei der Anordnung der Abdichtung. Während bei einem nicht unterkellerten Gebäude in der Ebene nur die Bodenplatte abgedichtet werden muss, sind bei einem Gebäude in Hanglage zusätzlich zur Bodenplatte die ins Gelände einbindenden Wandflächen abzudichten. In der Regel sind hiervon die rückwärtige Außenwand des Untergeschosses sowie die beiden seitlichen Außenwände betroffen und mit einer Abdichtung zu versehen. Die talseitige Wand braucht dagegen in der Regel ‒ mit Ausnahme des Wandsockels ‒ nicht abgedichtet zu werden, da sie meist nicht ins Erdreich einbindet, sondern freisteht. Alternativ kann das Untergeschoss auch aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) hergestellt werden. In diesem Fall wird die Abdichtungsfunktion allein vom WU-Beton übernommen, wobei zusätzlich Fugenabdichtungen vorzusehen sind, um die Wasserdichtheit zu gewährleisten (Bild 1).
Eine weitere Besonderheit bei Gebäuden in Hanglage ergibt sich durch aufstauendes Sickerwasser, das im Gegensatz zu Gebäuden in ebenem Gelände selbst in stark wasserdurchlässigen Böden (das heißt Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k > 10-4 m/s nach DIN 18130 [1]) auftritt und in der Regel eine Dränanlage zur Ableitung des anfallenden Wassers erfordert, wenn die Abdichtung nicht gegen drückendes Wasser ausgelegt werden soll. In annähernd ebenem Gelände ist dagegen eine Dränanlage nur in wenig wasserdurchlässigen Böden (k ≤ 10-4 m/s) erforderlich, um drückendes Wasser auszuschließen. Außerdem ist bei Gebäuden am Hang mit Schichtenwasser zu rechnen, wenn der Baukörper in wenig wasserdurchlässigem Baugrund wasserführende Schichten anschneidet (Bild 2).
Weitere bauphysikalisch bedingte Unterschiede betreffen die Außenwandkonstruktionen des Untergeschosses. Bei Gebäuden in Hanglage befinden sich im vorderen, talseitigen Bereich des Untergeschosses in vielen Fällen Aufenthaltsräume, z. B. in Form einer Einliegerwohnung. Für diesen Bereich sind die Anforderungen an den Wärmeschutz sowie weitere bauphysikalische Forderungen, die sich aus der Nutzung ergeben, zu beachten (z. B. klimabedingter Feuchteschutz, Schallschutz, Luftdichtheit). Für die im rückwärtigen Teil des Untergeschosses liegenden Räume, die im Hang liegen, meist als Keller genutzt werden und nicht beheizt sind, gelten dagegen deutlich geringere Anforderungen (z. B. ist hier nur der Mindestwärmeschutz nachzuweisen).
Im Vergleich zu Außenwänden in einem konventionellen Geschoss binden die seitlichen Außenwände des Untergeschosses eines Gebäudes in Hanglage aufgrund der Geländeneigung im unteren Wandbereich trapez- bzw. dreieckförmig ins Erdreich ein. Dabei nimmt die Einbindetiefe nach hinten, also zur Bergseite hin, zu. Dies bedingt grundsätzlich unterschiedliche Wandaufbauten bei ein und derselben Wand. Beispielsweise können die Außenwände im oberen, luftberührten Bereich mit einem Wärmedämmverbundsystem versehen werden, um die Anforderungen an den Wärmeschutz zu erfüllen. Die erdberührten Flächen im unteren Bereich müssen dagegen abgedichtet und mit einer Perimeterdämmung versehen werden, wenn sie an beheizte Räume grenzen. Erschwerend kommt hinzu, dass der Übergangsbereich zwischen luftberührter Fassade und erdberührten Flächen, das heißt der Sockel, dem Gelände folgend geneigt verläuft, was eine sorgfältige Planung und Ausführung erfordert.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass die Außenwände des Untergeschosses bei einem Gebäude in Hanglage aufgrund der großen Belastung durch Erddruck entsprechend dimensioniert werden müssen. Dabei wird die bergseitige und ans Erdreich grenzende Außenwand am meisten belastet, während die seitlichen Außenwände aufgrund der Geländeneigung unterschiedlich hohe Erddrucklasten aufnehmen müssen.
Abdichtung mit Bahnen oder flüssigen Abdichtungsstoffen
Wie bei einem Gebäude in ebenem Gelände gilt auch für Gebäude in Hanglage, dass alle erdberührten Bauteile mit einer Abdichtung versehen werden müssen. Maßgebendes Regelwerk ist die Normenreihe DIN 18533 Abdichtung von erdberührten Bauteilen [2] in Verbindung mit DIN 18195 Abdichtung von Bauwerken – Begriffe [3], wenn die Abdichtung mit Bahnen oder flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen ausgeführt werden soll. Bei einem Gebäude an einem Hang schneidet das Untergeschoss keilförmig ins ansteigende Gelände ein, sodass neben der Bodenplatte die rückwärtige Außenwand sowie die beiden seitlichen Außenwände ans Erdreich grenzen. Folgerichtig sind die Bodenplatte sowie die erdberührten Flächen der Seitenwände mit einer Abdichtung zu versehen. Die vordere, talseitige Außenwand steht meistens frei, sodass hier mit Ausnahme des Sockelbereichs keine Abdichtungsmaßnahmen erforderlich sind. Die Wandabdichtung ist nach DIN 18533 mindestens 30 cm über die Geländeoberfläche hochzuführen. Für das fertiggestellte Gelände ist eine Mindesthöhe von 15 cm einzuhalten. Bei den seitlichen Außenwänden ergibt sich noch die Besonderheit, dass die abzudichtende Fläche dreieck- oder trapezförmig ist, da das Gelände nach hinten hin ansteigt. Hier ist besonders darauf zu achten, dass die Abdichtung über das später fertiggestellte Gelände mit der erforderlichen Höhe hinausragt, damit sie nicht hinterlaufen werden kann. Dazu muss die endgültige Geländeoberfläche bereits im Zuge der Planung der Abdichtungsmaßnahmen genau festgelegt werden. Hier ergibt sich ein wesentlicher Unterschied zu Gebäuden in ebenem Gelände, bei denen die spätere Geländegestaltung einen geringeren Planungsaufwand bedeutet.
Wassereinwirkungsklassen
Nach DIN 18533-1 werden zur Differenzierung der Art und Intensität der Wasserbeanspruchung verschiedene Wassereinwirkungsklassen definiert, siehe Tabelle 3. Die Klassen W1-E und W2-E sind noch in Unterklassen aufgeteilt, um eine feinere Differenzierung vorzunehmen.
Grundsätzlich ist zu beachten, dass mit Bodenfeuchte im Baugrund sowie mit Sickerwasser immer zu rechnen ist. Das bedeutet, dass die Abdichtung erdberührter Bauteile (Bodenplatte und Wände) mindestens für die Wassereinwirkungsklasse W1-E ausgelegt werden muss. Dies gilt auch uneingeschränkt für Gebäude in Hanglage. Hier ist für die rückwärtige Außenwand des Untergeschosses sowie für die erdberührten Bereiche der seitlichen Außenwände und die Bodenplatte mindestens W1-E (Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser) anzunehmen. Es ist aber zu beachten, dass selbst in stark wasserdurchlässigen Böden eine Dränanlage vorzusehen ist. Diese soll Stauwasser, das durch herabfließendes Wasser vor dem Baukörper entsteht, vermeiden, indem dieses gesammelt und planmäßig abgeleitet wird.
Der klassische Fall, dass drückendes Wasser auftritt, weil der Baukörper ins Grundwasser eintaucht, kommt bei Gebäuden in Hanglage in der Regel nicht vor. Allerdings muss mit Schichtenwasser gerechnet werden, wenn in wenig wasserdurchlässigem Baugrund wasserführende Bodenschichten durch den Baukörper angeschnitten werden. In diesem Fall liegt nach DIN 18533-1, 5.1.3.1 drückendes Wasser vor und die Abdichtung ist für die Wassereinwirkungsklasse W2-E auszubilden [2]. Schichtenwasser darf genauso wie Grundwasser nicht gedränt werden und übt auf die Abdichtung einen hydrostatischen Druck aus. Ist nicht mit Schichtenwasser zu rechnen und steht wenig wasserdurchlässiger Boden an, muss die Abdichtung ebenfalls für W2-E ausgelegt werden, da in solchen Fällen immer mit einem zeitweisen Aufstauen von Sickerwasser gerechnet werden muss. Sofern keine genauen hydrogeologischen Untersuchungen zum Bemessungswasserstand vorliegen, muss dieser bei nicht gedräntem Sickerwasser sowie bei Schichtenwasser in Höhe der Geländeoberkante angenommen werden. Vor Baubeginn sollten deshalb genaue geologische und hydrologische Untersuchungen des Grundstücks durchgeführt werden, um die Lage möglicher wasserführender Schichten sowie den Wasseranfall festzustellen.
Im Unterschied zu Schichtenwasser darf aufstauendes Sickerwasser gedränt werden. Die Wassereinwirkung kann in diesem Fall durch den Einbau einer Dränanlage nach DIN 4095 [4] reduziert werden, wenn sichergestellt ist, dass diese das anfallende Wasser ableitet und dauerhaft funktionsfähig ist. Die Abdichtung darf dann für die Wassereinwirkungsklasse W1.2-E (Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser, mit Dränung) statt für drückendes Wasser ausgelegt werden.
Für die Spritzwasserbelastung des Sockelbereichs sowie die Wassereinwirkung durch aufsteigende Feuchte (Kapillarwasser) in und unter Wänden gilt auch bei Gebäuden in Hanglage die Wassereinwirkungsklasse W4-E. Im Unterschied zu Gebäuden in ebenem Gelände verläuft der Übergangsbereich zwischen der aufgehenden Fassade und den erdberührten Flächen aufgrund der Hanglage bei den seitlichen Außenwänden geneigt. Hier ist auf besondere Sorgfalt bei der Planung und Ausführung zu achten.
Die Zuordnung der Wassereinwirkungsklassen bei einem Gebäude in Hanglage ist beispielhaft in Bild 4 dargestellt.
Planung und Ausführung der Abdichtung
Planung und Ausführung der Abdichtung bei einem Gebäude in Hanglage unterscheiden sich von einem Bauwerk in ebenem Gelände prinzipiell nicht. Es sind dennoch einige Besonderheiten zu beachten.
Für die Flächenabdichtung der erdberührten Bauteile (Wände und Bodenplatte) können entweder Bahnen (z. B. Bitumen- und Polymerbitumenbahnen) oder flüssig zu verarbeitende Abdichtungsstoffe (z. B. kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen – PMBC) verwendet werden. Für die Verarbeitung von bahnenförmigen Abdichtungsstoffen gilt DIN 18533-2, flüssig zu verarbeitende Abdichtungsstoffe sind in DIN 18533-3 geregelt [2]. Allgemein geltende Regeln, insbesondere bauartübergreifende Anforderungen sowie Planungs- und Ausführungsgrundsätze, sind in DIN 18533-1 festgelegt.
Beide Abdichtungsbauarten (mit Bahnen sowie mit PMBC) sind für die Abdichtung gegen Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser (W1-E) gut geeignet und können für die Bodenplatte und erdberührte Wände verwendet werden. Bei PMBC ist allerdings zu beachten, dass diese nicht als Querschnittsabdichtung zulässig ist. Die Abdichtung der Bodenplatte mit PMBC kann daher nicht vollflächig, sondern nur zwischen den Wänden erfolgen. Im Bereich der Wände ist eine Querschnittsabdichtung aus geeigneten Bahnen (Mauersperrbahnen) auszuführen. Die PMBC auf der Bodenplatte ist in diesem Fall an die Querschnittsabdichtung wasserdicht anzuschließen.
Bei drückendem Wasser gibt es einige Einschränkungen. In diesem Fall dürfen bahnenförmige Abdichtungsstoffe uneingeschränkt (unabhängig vom Wasserdruck) verwendet werden. Hier gilt der Grundsatz, dass mit zunehmendem Wasserdruck die Anzahl der einzubauenden Lagen steigt; je nach Bahnenart und Wasserdruck können bis zu 5 Lagen erforderlich sein. Weiterhin sind gegebenenfalls zusätzlich Metallbänder einzubauen.
Der Anwendungsbereich von Abdichtungsbauarten mit PMBC ist bei drückendem Wasser auf einen hydrostatischen Druck bis 3 m Wassersäule beschränkt (Wassereinwirkungsklasse W2.1-E). Diese 3 m können bei Gebäuden in Hanglage je nach Geländeneigung und Gebäudetiefe an der rückwärtigen Außenwand des Untergeschosses leicht erreicht oder überschritten werden, da als Bemessungswasserstand bei Schichtenwasser oder stauendem Sickerwasser die Geländeoberfläche anzunehmen ist. Ist die Einbindetiefe des Baukörpers größer als 3 m (z. B. an der rückwärtigen Wand), darf die Abdichtung nicht mehr mit einer PMBC ausgeführt werden. Stattdessen ist eine bahnenförmige Abdichtung auszuführen.
Weiterhin muss bei drückendem Wasser die Abdichtungsschicht grundsätzlich auf der Außenseite des Baukörpers angeordnet werden und eine geschlossene Wanne bilden. Insbesondere bei der Bodenplatte führt diese Forderung zu einem relativ großen Aufwand, da die Abdichtung zunächst auf einem geeigneten Abdichtungsuntergrund (z. B. Beton) herzustellen ist, bevor die eigentliche Bodenplatte auf der fertiggestellten Abdichtung ausgeführt wird. Weiterhin ist in der Regel eine Wärmedämmung vorzusehen, da sich im Untergeschoss in vielen Fällen beheizte Räume befinden. Bei Vorhandensein von drückendem Wasser sollte daher sorgfältig abgewogen werden, ob anstelle einer konventionellen Abdichtung mit Bahnen oder PMBC eine WU-Betonkonstruktion (Weiße Wanne) vorzuziehen ist. Dies hätte auch den Vorteil, dass die unsymmetrisch wirkenden Erddrucklasten auf das Untergeschoss problemlos aufgenommen werden können.
Die Ausbildung der Abdichtung des Übergangsbereichs zwischen der Flächenabdichtung der erdberührten Wände und der aufgehenden Fassade (Wandsockel) (Wassereinwirkungsklasse W4-E) richtet sich nach der Abdichtungsbauart der Flächenabdichtung. Bei der Abdichtung mit Bahnen (Bitumen- und Polymerbitumenbahnen sowie Kunststoff- und Elastomerbahnen) wird die jeweilige Flächenabdichtung der erdberührten Wand am Sockel mit dem erforderlichen Maß über die Geländeoberkante fortgeführt (30 cm im Bauzustand, 15 cm im Endzustand). Ist der Abdichtungsrand frei der Witterung ausgesetzt oder ist mit Spritzwassereinwirkung zu rechnen, ist der Abdichtungsrand mit Klemmprofilen oder -schienen am ebenen Untergrund zu fixieren (Abstand der Schrauben max. 20 cm). Die Abdichtung ist außerdem durch einen Überhangstreifen oder mittels einer Dichtstofffase zusätzlich gegen Hinterlaufen zu sichern. Bei einer aufgehenden Wand mit einer Bekleidung oder einem WDVS wird die Bahnenabdichtung einfach hinter der Bekleidung bzw. Dämmung an der Wand hochgeführt.
Bei einer Flächenabdichtung der erdberührten Wände mit PMBC richtet sich die Abdichtung des Wandsockels nach der Konstruktion der aufgehenden Wand. Ist diese mit einer Bekleidung oder einem WDVS versehen, wird die PMBC hinter der Bekleidung bzw. der Dämmung bis zum Rand des abzudichtenden Sockelbereichs hochgeführt (30 cm über OK Gelände im Bauzustand, 15 cm im Endzustand). Bei verputzten Außenwänden ist die PMBC mindestens bis 5 cm über OK Gelände zu führen und an die Sockelabdichtung, die aus einer rissüberbrückenden mineralischen Dichtungsschlämme (MDS) besteht, durch Überlappung (≥ 10 cm) hinterlaufsicher anzuschließen. Die MDS ist um das erforderliche Maß über OK am Wandsockel hochzuführen und mit einem wasserabweisenden Sockelputz vor mechanischen Beschädigungen zu schützen. Bei einem Gebäude in Hanglage ergibt sich zusätzlich die Besonderheit, dass die Sockelabdichtung der seitlichen Außenwände entsprechend dem Gelände geneigt verläuft. Alternativ kann eine treppenartige Ausbildung der Abdichtung vorgesehen werden, um die Ausführung zu erleichtern. Diese Vorgehensweise ist in jedem Fall zu empfehlen, wenn die genaue Lage des späteren Geländes noch nicht bekannt ist (Bild 5).
Wie bei einem Gebäude in ebenem Gelände sind auch bei einem Gebäude an einem Hang sämtliche Wände des Untergeschosses mit einer Querschnittsabdichtung zu versehen, wenn W1-E vorliegt. Dadurch soll aufsteigende Feuchte (Kapillarwasser; W4-E) verhindert werden. Die Querschnittsabdichtung ist bei den Außenwänden sowie auch bei allen Innenwänden erforderlich. Als Abdichtungsstoffe kommen nur geeignete Bahnen infrage (sogenannte Mauersperrbahnen, Typ MSB-nQ bzw. MSB-Q nach DIN SPEC 20000-202 [5]). Querschnittsabdichtungen mit PMBC sind nach DIN 18533-3 [2] dagegen nicht zulässig.
Mauersperrbahnen vom Typ MSB-nQ sind für die Querkraftübertragung in der Abdichtungsebene nicht geeignet. Sie werden deswegen nur bei Innenwänden sowie bei seitlich nicht belasteten Außenwänden verwendet. Geeignete Bahnen sind z. B. Polymerbitumenbahnen mit Aluminiumverbundträgereinlage (eine Lage). Mauersperrbahnen vom Typ MSB-Q hingegen sind in der Lage, Querkräfte in der Abdichtungsebene zu übertragen. Sie kommen daher planmäßig bei erddruckbelasteten Außenwänden zum Einsatz. Geeignet sind z. B. Bitumendachbahnen mit Rohfilzeinlage (Typ R 500) oder Polymerbitumen-Dachdichtungsbahnen (jeweils eine Lage). Bei Gebäuden in Hanglage betrifft dies die rückwärtige Außenwand sowie die beiden seitlichen Außenwände. Bei der vorderen Außenwand können Querschnittsabdichtungen vom Typ MSB-nQ verwendet werden, sofern diese Wand nicht durch Erddruck belastet wird, also freisteht. Die Querschnittsabdichtung ist an die Flächenabdichtung der erdberührten Wände sowie an die Abdichtung der Bodenplatte anzuschließen. Hier wird auf die Regeln in DIN 18533 verwiesen.
Dränanlage
Im Unterschied zu Gebäuden in ebenem Gelände, bei denen eine Dränanlage nur bei wenig wasserdurchlässigem Boden (k ≤ 10-4 m/s) erforderlich ist, wenn die Beanspruchung der Abdichtung reduziert werden soll (W1.2-E), ist diese bei Gebäuden in Hanglage auch bei stark wasserdurchlässigen Böden (k > 10-4 m/s) vorzusehen. Der Grund: Sickerwasser in stark wasserdurchlässigen Böden fließt nicht ausschließlich lotrecht nach unten, sondern dem Gefälle folgend ab, und kann sich so vor dem Baukörper aufstauen. Nur eine Dränanlage, die das anfallende Sickerwasser sammelt und drucklos ableitet, kann hier drückendes Wasser vermeiden. Voraussetzung ist die Sicherstellung der dauerhaften Funktionsfähigkeit der Dränanlage. Die Abdichtung kann in diesem Fall für W1-E (Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser) ausgelegt werden. Andernfalls ist die Abdichtung für drückendes Wasser (W2-E) zu planen. An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass Schichtenwasser nicht gedränt werden darf bzw. eine Dränanlage in diesem Fall zwecklos ist. Bei Schichtenwasser ist die Abdichtung für drückendes Wasser (W2-E) auszubilden. Als Bemessungswasserstand ist OK Gelände anzunehmen.
Planung und Ausführung der Dränanlage erfolgen auch bei einem Gebäude am Hang grundsätzlich nach DIN 4095 [4]. Allerdings treffen die Voraussetzungen für den in DIN 4095 vorgesehenen Regelfall im Allgemeinen nicht zu, sodass Planung und Bemessung für den dort beschriebenen Sonderfall vorgenommen werden müssen. Der Regelfall sieht z. B. vor, dass das Gelände eben sein muss oder höchstens leicht geneigt sein darf, wobei allerdings keine genaueren Angaben zur Geländeneigung vorgegeben werden. Es wird daher empfohlen, bei Gebäuden in Hanglage grundsätzlich vom Sonderfall auszugehen. Eine weitere Einschränkung ist die maximale Einbautiefe, die im Regelfall mit 3 m angegeben wird. Dieses Maß wird bei stärker geneigtem Gelände und üblichen Gebäudetiefen leicht erreicht bzw. überschritten (siehe hierzu auch DIN 4095, Abschnitt 4).
Beim Sonderfall ist für die Bemessung der flächigen Komponenten der Dränanlage (Sickerschicht) die Abflussspende zu ermitteln. Hierzu sollten möglichst hydrologische Untersuchungen durchgeführt werden, um die Abflussspende, das heißt das anfallende Wasser, genau zu bestimmen. Die in DIN 4095 angegebenen Richtwerte sind als Orientierungshilfen zu verstehen und sollten für die Bemessung der Dränanlage von Gebäuden in geneigtem Gelände in der Regel nicht herangezogen werden. Der Aufbau einer Dränanlage bei einem Gebäude in Hanglage und anstehendem stark wasserdurchlässigen Boden ist in Bild 6 dargestellt.
Ausführung als Weiße Wanne
Die Abdichtung des Untergeschosses eines Gebäudes in Hanglage kann alternativ zur konventionellen Methode mit Bahnen oder flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen auch mittels einer WU-Betonkonstruktion erzielt werden. Hierunter ist eine Konstruktion aus Beton mit einem hohen Wassereindringwiderstand (wasserundurchlässiger Beton bzw. WU-Beton) zu verstehen. Die Vorteile einer WU-Betonkonstruktion sind der geringere Aufwand für die Abdichtungsarbeiten (bzw. der komplette Wegfall des Gewerks Abdichtungsarbeiten), der Verzicht auf eine Dränanlage (die bei Gebäuden am Hang selbst bei stark wasserdurchlässigen Böden vorzusehen ist, wenn die Abdichtung nicht gegen drückendes Wasser ausgelegt werden soll), die Dauerhaftigkeit der Konstruktion sowie die große Steifigkeit des Baukörpers und die Fähigkeit, große Erddrucklasten mühelos abzuleiten. Demgegenüber stehen als Nachteile der größere Planungsaufwand, die eingeschränkte Auswahl ausführender Unternehmen, die WU-Betonbauwerke ausführen können, die erforderlichen Nachbehandlungsarbeiten des Betons und dadurch gegebenenfalls
bedingte Bauzeitverlängerungen sowie verschiedene Vorbehalte gegen Betonbauwerke allgemein.
Geltendes Regelwerk für die Planung, Bemessung und Konstruktion von WU-Betonbauwerken ist die WU-Richtlinie [6]. Sie enthält im Wesentlichen Festlegungen zu den verschiedenen Beanspruchungs- und Nutzungsklassen, Regeln zu den drei Entwurfsgrundsätzen und erforderlichen Nachweisen, Anforderungen an den Beton und die Konstruktion sowie Regeln zur Ausführung einschließlich notwendiger Dichtmaßnahmen (Fugenabdichtungen, nachträgliches Dichten von Rissen).
WU-Bauwerke können sowohl für ständig und zeitweise drückendes Wasser (Beanspruchungsklasse 1) als auch Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser (Beanspruchungsklasse 2) ausgelegt werden. Die Beanspruchungsklasse, das heißt die Größe der Wassereinwirkung, beeinflusst u. a. die Bauteildicke. Beispielsweise müssen Wände aus Ortbeton eine Mindestdicke von 24 cm aufweisen (Fertigteile 20 cm), wenn Beanspruchungsklasse 1 (drückendes Wasser) vorliegt. Die Bodenplatte (Ortbeton) ist bei drückendem Wasser mit einer Dicke von mindestens 25 cm auszuführen. Bei Bodenfeuchte und nichtdrückendem Wasser sind teilweise deutlich geringere Bauteildicken erforderlich (Tabelle 7).
Die Ausführung der WU-Betonkonstruktion, insbesondere die Begrenzung der Rissbreiten bzw. Einhaltung der Mindestdruckzonenhöhe, hängt entscheidend von der geplanten Nutzung ab. Es werden zwei Nutzungsklassen unterschieden: Nutzungsklasse A ist anzunehmen, wenn keine Feuchtstellen infolge eines Wasserdurchtritts auf der luftseitigen Bauteiloberfläche zulässig sind. Nutzungsklasse B ist anzunehmen, wenn Feuchtstellen auf der luftseitigen Bauteiloberfläche zulässig sind. Feuchtstellen im Sinne der WU-Richtlinie sind feuchtebedingte Dunkelverfärbungen, wobei sich gegebenenfalls Wasserperlen bilden. Nicht zulässig sind dagegen Wasserdurchtritte, bei denen es zum Abtropfen oder Ablaufen von Wassertropfen sowie zur Pfützenbildung kommt. Bei Untergeschossen von Wohngebäuden und somit auch bei den hier betrachteten Gebäuden in Hanglage sollte Nutzungsklasse A (keine Feuchtstellen) vereinbart werden. Wird eine hochwertige Nutzung angestrebt, das heißt keine Bildung von Tauwasser auf den Bauteiloberflächen sowie trockenes Raumklima, sind zusätzlich die Empfehlungen im DBV-Merkblatt Hochwertige Nutzung von Untergeschossen [7] zu beachten.
Neben der Begrenzung der Rissbreiten bzw. Einhaltung der Mindestdruckzonenhöhe bei den Bauteilen hat für die Dichtheit der WU-Betonkonstruktion die fachgerechte Ausführung der Fugenabdichtungen eine entscheidende Bedeutung. Grundsätzlich müssen alle Arten von Fugen, das heißt Arbeitsfugen, Bewegungsfugen und sogenannte Sollrissfugen, mit einer Abdichtung versehen werden. Arbeitsfugen sind Fugen zwischen zwei aneinandergrenzenden Bauteilen, die nacheinander hergestellt wurden, z. B. die Fuge zwischen der Bodenplatte und den Wänden. Bewegungsfugen sind Fugen zwischen Bauwerksteilen, um Relativverformungen aufnehmen zu können. Sollrissfugen sind geplante Querschnittsschwächungen, um an dieser Stelle eine Rissbildung zu ermöglichen. Für die Abdichtung von Arbeitsfugen werden unbeschichtete Fugenbleche verwendet, die auf beiden Seiten in die Betonteile einbinden (Bild 8).
Für die Abdichtung von Bewegungsfugen sind dehnfähige Fugenbänder zu verwenden, die die zu erwartenden Relativverformungen aufnehmen. Sollrissquerschnitte können ebenfalls mit Fugenblechen abgedichtet werden.
Zusammenfassung
Gebäude in Hanglage binden keilförmig ins ansteigende Gelände ein. Dadurch müssen im Gegensatz zu nicht unterkellerten Gebäuden in der Ebene, bei denen nur die Bodenplatte abzudichten ist, auch die bergseitige Außenwand sowie die beiden seitlichen Außenwände mit einer Abdichtung versehen werden. In der Regel ist eine Dränanlage vorzusehen, wenn die Abdichtung nur für Bodenfeuchte und nichtdrückendes Wasser ausgelegt werden soll. Dies gilt auch bei anstehendem stark wasserdurchlässigem Baugrund. Andernfalls ist als Wassereinwirkung drückendes Wasser (W2-E) anzunehmen, was eine entsprechend aufwendige Abdichtung erfordert. Alternativ kann das Untergeschoss als WU-Betonkonstruktion ausgeführt werden. In diesem Fall übernimmt der WU-Beton einschließlich der obligatorischen Fugenabdichtungen die abdichtende Funktion.
Literatur
[1] DIN 18130-1:1998-05 Baugrund – Untersuchung von Bodenproben; Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Laborversuche (Hinweis: Norm zurückgezogen, wird zurzeit überarbeitet)
[2] DIN 18533:2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen; Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze; Teil 2: Abdichtung mit bahnenförmigen Abdichtungsstoffen; Teil 3: Abdichtung mit flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen
[3] DIN 18195:2017-07 Abdichtung von Bauwerken – Begriffe
[4] DIN 4095:1990-06 Baugrund; Dränung zum Schutz baulicher Anlagen; Planung, Bemessung und Ausführung
[5] DIN SPEC 20000-202:2016-03 Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 202: Anwendungsnorm für Abdichtungsbahnen nach Europäischen Produktnormen zur Verwendung als Abdichtung von erdberührten Bauteilen, von Innenräumen und von Behältern und Becken
[6] Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb): Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie), Berlin 2017
[7] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V.: Merkblatt „Hochwertige Nutzung von Untergeschossen – Bauphysik und Raumklima“, Berlin 2009
Zur Person
Prof. Dr.-Ing. Peter Schmidt
1998 erhielt er den Ruf auf die Professur für Baukonstruktion, Ingenieurholzbau und Bauphysik im Department Bauingenieurwesen der Universität Siegen. Prof. Schmidt ist Herausgeber und Autor zahlreicher Veröffentlichungen auf den Gebieten der Bauphysik sowie des konstruktiven Ingenieurbaus. Weiterhin hält er Vorträge zu verschiedenen aktuellen Themen des Bauwesens.