Schwachstellen WU-Richtlinie

Elementwandbauweisen für weiße Wannen Von Rainer Oswald

»Für die bereits von den Römern und in neuerer Zeit seit mindestens einem Jahrhundert praktizierte Bauart ›WU-Baukörper‹ gibt es im Schrifttum zahlreiche Erfahrungsregeln und zahllose Beschreibungen, jedoch kein allgemein gültiges, umfassendes deutschsprachiges Regelwerk.« So wurde vor zehn Jahren im Betonkalender geklagt. In der Schwachstellenserie habe ich es noch 1998 als ein »Armutszeugnis für die betroffenen, interessierten Kreise« bezeichnet, »sich nicht zu einem vollständigen, praxisgerechten Normenwerk aufraffen zu können. Besonders die zunehmende Zahl der Normalanwender bei kleineren Projekten benötigt eine klare, vollständige Definition der Konstruktionsmerkmale von Bauteilen aus WU-Beton.« Die Appelle haben genutzt: Im Mai 2004 hat der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton im DIN (DAfStb) die Richtlinie »Wasserun-durchlässige Bauwerke aus Beton« (WU-Richtlinie) veröffentlicht. Seit Juli 2006 liegen dazu ausführliche Erläuterungen als Heft 555 des DAfStb vor, die Anlass geben, auf aktuelle Entwicklungen in der Praxis der WU-Bauweisen einzugehen. Wie neuere Gerichtsurteile unterstreichen, wird heute allgemein auch von Kellern, die nicht als Aufenthaltsräume vorgesehen sind, eine so hohe Trockenheit erwartet, dass feuchtigkeitsempfindliche Güter problemlos gelagert werden können. Folgerichtig wird in den Erläuterungen die Nutzungsklasse A (keine Feuchtstellen durch Wasserdurchtritt) als »Standard für den Wohnungsbau« bezeichnet. Auf Wannen mit diesem Qualitätsniveau sollen sich daher auch die folgenden Ausführungen konzentrieren.

Betonzusammensetzung und Bauteildicken Allein schon am anteiligen Erläuterungsumfang zu den einzelnen Themenkreisen kann abgelesen werden, dass die richtige Betonzusammensetzung nicht zu den Schwierigkeiten der WU-Bauweisen zählt. Für die Dimensionierung im Entwurfsstadium ist in diesem Zusammenhang folgende Konkretisierung für druckwasserbelastete Bauteile von Interesse: Gemäß WU-Richtlinie muss bei Einhaltung der Mindestbauteil- dicken (Wand 24 cm, Bodenplatte 25 cm) der Wasser-Zement-Wert (w/z)eq maximal 0,55 (Größtkorn 16 mm) betragen. DIN 1045 gibt bei Bauteildicken unter 40 cm allerdings einen Wasser-Zement-Wert von maximal 0,6 an. In den Erläuterungen wird nun klarer zum Ausdruck gebracht, dass bei Verwendung eines Betons mit dem Normgrenzwert die Mindestbauteildicke um 15 % erhöht werden sollte. Es ergeben sich damit für einen Beton mit (w/z)eq = 0,6 im Druckwasserbereich Mindestwanddicken von 28 cm und Mindestbodenplattendicken von 30 cm.

Rissvermeidung / Rissweitenbeschränkung Das zentrale Problem bei der WU-Bauweise sind Risse. Die Richtlinie unterscheidet grundsätzlich drei Strategien (»Entwurfsgrundsätze«) für den Umgang mit Rissen. – Grundsatz a: Vermeidung von Trennrissen; – Grundsatz b: Begrenzung der Trennrissbreite unter Berücksichtigung der Selbstheilung der Risse; – Grundsatz c: Begrenzung der Rissweite auf die Mindestanforderungen nach DIN 1045 und planmäßige Abdichtung der Risse. Was sich bereits im Richtlinientext abzeichnete, wird in den Erläuterungen nun völlig klar: Für die hier genauer betrachtete Bauaufgabe der Wohnhauskeller im drückenden Wasser (Nutzungsklasse A, Beanspruchungsklasse 1) stellt baupraktisch bei Wandbauteilen der Entwurfsgrundsatz c die sinnvollste Strategie dar. Die Erläuterungen heben nämlich hervor, dass die erfolgreiche Verwirklichung des Entwurfsgrundsatzes a (Vermeidung von Trennrissen) ein fein abgestimmtes Zusammenspiel von Spezialisten erfordert: »Es handelt sich bei diesem Entwurfsgrundsatz um einen anspruchsvollen Weg zum Ziel, der zahlreiche Vorsorgemaßnahmen erfordert.« Wie in der Schwachstellenserie bereits im Zusammenhang nicht unterkellerter Gebäude angesprochen wurde, ist dieser Weg bei günstig zugeschnittenen und einfach gelagerten Bodenplatten gut realisierbar, nicht aber bei druckwasserbelasteten Wänden. Besonders am Beispiel der Kommentare zum Entwurfsgrundsatz b (Selbstheilung der Risse) kann abgelesen werden, dass die Verfasser der Erläuterungen die WU-Bauweise keineswegs leichtfertig hochloben. So heißt es zum Selbstheilungsprozess unter anderem: »Eine vollständig trockene Bauteiloberfläche kann auch am Ende des Selbstheilungsprozesses nicht allgemein erwartet werden, es sei denn, planmäßig zusätzliche raumklimatische Maßnahmen werden ergriffen, die für eine kontinuierliche Verdunstung der zur Bauteilfläche geführten Feuchte sorgen. Der Selbstheilungsprozess führt zu einer mehr oder weniger starken Verschmutzung der Bauteil-oberfläche auf der Innenseite. Eine nennenswerte Vergrößerung der Breite von Rissen, deren Wasserführung durch Selbstheilung bereits zum Stillstand gekommen ist, kann zu einer Fortsetzung des Selbstheilungsprozesses mit den oben erwähnten Folgen führen.« Die Erläuterungen resümieren daher auch, dass bei »Nutzungsklasse A der Entwurfsgrundsatz (b) – Selbstheilung – wegen des dabei auftretenden temporären Wasserdurchtritts und gegebenenfalls verbleibenden Durchfeuchtungen nicht oder nur in Sonderfällen anwendbar« ist. Der für druckwasserbelastete Wände mit hohen Anforderungen an die Trockenheit praktikabelste Weg ist demnach das Zulassen und planmäßige Abdichten von Rissen. Dies führt in der Regel zu Wandkonstruktionen mit Fugeneinteilungen (»Sollrissquerschnitten«) im Abstand des 1,5- bis 3-fachen der Wandhöhe (genauere Regeln zum sinnvollen Abstand finden sich in den Erläuterungen). Für den Verschluss der im Verlauf der Fugen erwarteten Trennrisse sieht die Richtlinie im Querschnitt oder außenseitig angeordnete Abdichtungssysteme vor. Von der durch abgedichtete Fugen in Abschnitte eingeteilten Ortbetonwand ist der Schritt zu Elementwandkonstruktionen nicht mehr weit. Diese auch als »Doppelwand«, »Dreifachwand«, »Hohlwand« oder »Mantelbetonwand« bezeichnete, teilvorgefertigte Bauweise ersetzt daher im Wohnungsbau immer häufiger den Ortbetonkeller.

Elementwandbauweisen – immer zuverlässig und bewährt? Gemäß den Anforderungen der Richtlinien sind auch Elementwände nicht ohne besondere Sorgfalt druckwasserdicht realisierbar. Die zum Wandinneren hin aufgerauten, jeweils 4 – 6 cm dicken Betonfertigteilschalen müssen mit dem Ortbetonkern eine innige, wasserdichte Verbindung eingehen. Der Anschluss an die Bodenplatte muss wasserdicht ausgebildet werden, was bei Mindestwanddicken (24 cm) und mittig angeordneten Fugenbändern oder -blechen gegebenenfalls besondere Anschluss-Betonmischungen mit geringeren Zuschlagskorngrößen und insgesamt ein besonderes Problembewusstsein bei den Rohbauarbeiten erforderlich macht (Bild 12). Ähnliches gilt für die senkrechten Elementfugen. Insbesondere, wenn nicht die Mindestwanddicken verwendet werden, sondern ein breiterer Zwischenraum für einfache Betonierverhältnisse sorgt, können Wannen aus Elementwänden durchaus als zuverlässig und bewährt gelten. Um diesen Aufwand bei der Fugengestaltung und beim Betonieren zu reduzieren, werden nicht nur im wenig problematischen Anwendungsfall bei Bodenfeuchte, sondern auch bei Druckwasser immer häufiger außenseitig abgedichtete Elementwände eingesetzt.

Fallbeispiel In einer Flussaue wurde ein größeres Gebäude über gekrümmtem Grundriss errichtet. Das überwiegend zur Lagerung von feuchtigkeitsempfindlichen Gütern vorgesehene Kellergeschoss steht in schluffigem Sand und taucht bei sehr seltenen, extremen Hochwasserständen 1,4 m in das Grundwasser ein. Es handelt sich im Sinne der WU-Richtlinie um ein Untergeschoss der Nutzungsklasse A, das gegen die Beanspruchungsklasse 1 ausgelegt werden muss. Die wahrscheinlich nur geringe Stauwasserbeanspruchung und die sehr seltene Druckwasserbelastung bei Hochwasser haben zur Folge, dass die realisierte weiße Wanne voraussichtlich während der üblichen Gewährleistungszeit nie ihre tatsächliche, volle Dichtheit gegen Druckwasser beweisen muss. Ob die Wanne abnahmefähig und mangelfrei ist, kann daher nur theoretisch entschieden werden, indem man prüft, ob die Planung und Ausführung den anerkannten Regeln der Bautechnik entsprechen. Der Bauherr war angesichts der erzielbaren Kosteneinsparungen damit einverstanden, dass der ursprünglich als Ortbetonwanne ausgeschriebene Keller mit Elementwänden realisiert wird. Er erwartete aber ausdrücklich ein »gleichwertiges« Ergebnis. Den planenden und bauleitenden Architekten kamen erhebliche Bedenken, als sie folgendes Vorgehen des Rohbauers beobachten mussten:

– Der gekrümmte Rand der Bodenplatte war nicht mit deutlichem Überstand geschalt worden, sondern verlief ungenau in der äußeren Flucht der aufgehenden Wand (Bild 1).

– Die äußere Schale der insgesamt 30 cm dicken Wandelemente (Bild 2) stand daher teilweise am Bodenplattenrand bis zu 50 mm über (Bild 3), sprang aber auch in Teilbereichen gegenüber dem Rand zurück.

– Die Fuge zwischen Bodenplatte und der Unterseite der Elementwand war nicht nur an Distanzklötzen (Bild 4), sondern auch in weiten übrigen Bereichen (Bild 5) nicht lückenlos mit dem Kernbeton gefüllt.

– Gleiches galt für die offen belassenen senkrechten Elementfugen (Bild 6), die bei Fugenbreiten über circa 1,5 cm vor dem Betonieren mit PU-Montageschaum verschlossen wurden (Bild 1), der wiederum anschließend ausgekratzt wurde (Bild 7).

– Fugenbleche, -bänder oder andere innen liegende Dichtmaßnahmen waren weder an der Aufstandsfuge im Übergang Boden-Wand noch an den Elementstößen vorgesehen und ausgeführt.

Auf einen Bedenkenhinweis erklärte der Rohbauer, man habe eine Elementbauweise mit außen liegender Klebedichtung gewählt und dazu ein Spezial-Abdichtungsunternehmen eingeschaltet. Diese Arbeitsschritte folgten:

– Lunker und Fehlstellen an Fugen und Ausbrüchen wurden mit einem »schrumpffreien Quellmörtel« verschlossen.

– Vor- und Rücksprünge am Bodenplattenanschluss wurden mit dem gleichen Mörtel schräg angearbeitet.

– Anschließend säuberte man die Oberfläche des Betons und der Mörtelergänzungen in den Fugenbereichen abtragend mit der Trennscheibe (Bild 8).

– In »zweikomponentigem Systemkleber« (Epoxydharz) wurde anschließend ein 1 mm dickes Kunststoffdichtband eingeklebt und an den T-Stößen verschweißt (Bild 9).

– Schließlich wurde das verklebte Dichtband nochmals mit dem Zweikomponentenkleber flächig überspachtelt (Bild 10).

Zeichnung 11 stellt den fertigen Zustand der Klebedichtung am Bodenplattenrand vor der Montage der Perimeterdämmung dar, die an dieser Stelle wohl kaum vollflächig auf dem Untergrund verklebt werden kann. Der Anbieter des Abdichtungssystems verwies auf allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP) zum Einsatz der beschriebenen Stoffe für druckwasserbelastete WU-Betonbauteile und hielt daher die realisierte Lösung für regelwerkkonform und mangelfrei. Tatsächlich lässt die WU-Richtlinie neben innen liegenden Fugendichtungen (Bild 12) auch außenseitige streifenförmige Klebedichtungen zu, wenn das Abdichtungssystem über ein abP verfügt (Bild 13).

Kombinationsabdichtungen Das Abdichtungskonzept des realisierten Kellers besteht aus der Kombination von WU-Betonfertig-teilen mit Abdichtungsstreifen aus Dichtbahnen und Flüssigabdichtungen. Die Dauerhaftigkeit solcher Abdichtungskombinationen – insbesondere das Ablöseverhalten der Grenzschicht zwischen Abdichtung und Beton – ist bei geringer Wasserbeanspruchung wohl unumstritten positiv einzuschätzen, bei langanhaltender Druckwasserbelastung aber ein seit Jahren diskutiertes Thema. Die Einwände wurden ausführlich während der Aachener Bausachverständigentage 2002 begründet. Sie sind noch heute Gesprächsgegenstand im Arbeitsausschuss zu DIN 18 195, Bauwerksabdichtungen, der sich zur Frage des sachgerechten Anschlusses von Wandabdichtungen mit KMB (kunststoffmodifizierter Bitumendickschichtung) oder einlagigen Bahnenabdichtungen an WU-Betonbodenplatten mit der gleichen Kombinationsproblematik auseinandersetzen muss. Die WU-Richtlinie und auch das DIBt, das Deutsche Institut für Bautechnik, halten solche Kombinationsbauweisen für realisierbar, wenn das Abdichtungssystem ein abP besitzt. Damit wird die Lösung der Probleme der Kombinationsabdichtung auf die Prüflabors abgewälzt. Ob sie dort immer in den richtigen Händen liegen, darf bezweifelt werden. Wie ich insbesondere während der Aachener Bausachverständigentage 2005 (Beitrag »Aussagewert und Missbrauch von Prüfzeugnissen«) an Beispielen belegt habe, klären die derzeitigen Prüfungen von Abklebesystemen nicht in allen Fällen hinreichend das Langzeitverhalten der Klebeverbindung. Im erdverfüllten Bereich muss schließlich die Abdichtung die gleiche Dauerhaftigkeit wie das Gebäude besitzen. Eine durch allgemein bauaufsichtliche Prüfzeugnisse gepüfte Bauweise mag daher zwar im Sinne des deutschen Bauordnungsrechts »verwendbar« sein, ob damit aber in werkvertraglicher Hinsicht eine bewährte, den anerkannten Regeln der Technik entsprechende Lösung vorliegt, ist durchaus offen.

Schlussfolgerungen Im konkret zu beurteilenden Fall ist die abtragende Vorbehandlung der Fugenuntergründe und – bei ausreichend trockenem Untergrund – die Verwendung von Epoxydharz zu begrüßen. Insofern hebt sich das hier praktizierte Verfahren positiv von primitiveren Spachtel- und Klebemethoden ab. Nicht zuletzt angesichts der äußerst seltenen Druckwasserbelastung kann daher wohl von einer dauerhaften Abdichtungskombination ausgegangen werden. Aus dem gleichen Grund sind auch die unebenen Verlegedingungen für die Perimeterdämmung am Bodenplattenrand hier nicht wesentlich. Das Ergebnis ist also wohl insgesamt als gebrauchstauglich zu bezeichnen. Von einer Gleichwertigkeit mit der ursprünglich vorgesehenen monolithischen Betonwanne kann bei diesem Flickwerk aber keinesfalls die Rede sein. Die Erläuterungen zur WU-Richtlinie heben hervor, dass sich »als eine besonders günstige Eigenschaft wasserundurchlässiger Bauwerke die einfache, zutreffende Zuordnung von Fehlstellen zum gesichteten Ort ihres Auftretens erwiesen« habe. Davon kann angesichts des nicht völlig geschlossenen Fugennetzes und der zu vermutenden, weiteren Fehlstellen im Kernbeton im dargestellten Beispiel mit Sicherheit nicht ausgegangen werden. In der vorliegenden vertraglichen Situation ist das Ergebnis daher nicht mangelfrei. Da eine Mangelbeseitigung den Abbruch bedeutet hätte, wurde ein deutlicher Minderwert vorgeschlagen. Beobachtet man die derzeitige Praxis, so entwickeln sich die WU-Wannen-Bauweisen in zwei Richtungen. Auf der einen Seite die – gegebenenfalls unter Hinzuziehung von Sonderfachleuten – sorgfältigst nach der WU-Richtlinie geplanten und ausgeführten Spitzenobjekte und die von sorgfältig arbeitenden Spezialunternehmen produzierten und realisierten Elementwand- und Fertigkellerkonstruktionen, auf der anderen Seite die irgendwie mit wenig Fachkunde bedenkenlos zusammengeschusterten Ortbeton- oder Elementwanduntergründe, die mit Fehlstellen, Fugen und Rissen – durch Spachtel- und Klebeflickwerk überdeckt – als druckwasser-haltende Wanne gelten sollen. Streifenweise außen abgedichtete Wannen leisten jeglicher Nachlässigkeit im Untergrund Vorschub, geht man doch davon aus, dass die Außenabdichtung barmherzig alle Untergrundmängel überdeckt und schließlich doch eine dichte Konstruktion zum Ergebnis hat. Bei den meisten, nur selten druckwasserbelasteten Einbausituationen wird die tatsächliche Leistungsfähigkeit oder gar die Dauerhaftigkeit solcher Flick-Wannen erst weit nach Ablauf von Gewährleistungsfristen offenbar. Den Schaden hat allein der Bauherr. Diesen Tendenzen muss entgegengewirkt werden, da sonst – mit der vorhersehbaren Zunahme von schwer reparablen Fehlschlägen – trotz guter, qualitätssichernder Richtlinien der Ruf der WU-Bau-weisen nachhaltig leidet. R. O.

Literaturhinweise: – Lindner, R.: Wasserundurchlässige Baukörper aus Beton. In: Betonkalender 1996, Teil 2, Seite 383 – 440 – Oswald, Rainer: Schwachstellen – Probleme mit wasserundurchlässigen Betonbauteilen. In: db 5/1998, Seite 137 ff. – DAfStb-Richtlinie – Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie), Ausgabe 11/2003 (Erscheinungsdatum Mai 2004) – Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie – Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton, Heft 555 des DAfStb, 1. Auflage Juli 2006, Beuth-Verlag, Berlin Das Erläuterungsheft enthält den vollständigen Text der Richtlinie inklusive der im März 2006 erschienenen Berichtigungen (aus den Erläuterungen sind die Abbildungen 12 und 13 entnommen). – Im Aufsatztext wird insbesondere auf ein nicht rechtskräftiges Urteil des Landgerichts Berlin angespielt (34 O 200/05 vom 29.07.05), das im Januarheft 2006 der Zeitschrift IBR dargestellt und von Matthias Zöller zutreffend kommentiert wurde. – Pro- und Kontra-Beiträge zum Thema »Sind Abdichtungskombinationen im Druck- wasser dauerhaft?« In: Aachener Bausachverständigentage 2002, Seite 75 – 94. Vieweg-Verlag, Wiesbaden, 2002 – Oswald, Rainer: Aussagewert und Missbrauch von Prüfzeugnissen. In: Aachener Bausachverständigentage 2005, Seite 92 – 99, Vieweg-Verlag, Wiesbaden, 2005