Sachverständigen-Tagung Kalksandstein 07. Oktober 2014 Kalksandsteinindustrie Nord e.V. Lüneburger Schanze 35 21614 Buxtehude www.ks-nord.de Wärmedämmverbundsysteme Abdichtung auf Bodenplatten Telefon: 04161-743360 Fax: 04161-743366 [email protected] www.ks-nord.de Dipl.-Ing. Architekt Matthias Zöller KEINE SORGEN KEINE SORGEN KALKSANDSTEIN Sachverständigen Tagung 2014 © Dipl.-Ing. Architekt Matthias Zöller, AIBAU Aachen Skript unterliegt Urheberschutz Kalksandsteinindustrie Nord e.V. Lüneburger Schanze 35 21614 Buxtehude Tel.: 0 41 61-74 33 60 Fax: 0 41 61-74 33 66 [email protected] www.ks-nord.de Lassen sich gegenwärtig Algenbildungen auf WDVS-Putzen (nachhaltig) vermeiden? Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBAU, Aachen 2 Sind Abdichtungen auf Bodenplatten nach anerkannten Regeln der Technik notwendig? Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBAU, Aachen 11 Anhang Bahnenabdichtungen auf Bodenplatten: Details und grundsätzliche Anforderungen, IBR 2010, 193 42 Sind Abdichtungen auf WU-Bodenplatten nun doch notwendig? IBR 2012, 243 46 Fassadenveralgungen: Mit Wärmedämmverbundsystemen in der Nachhaltigkeitszwickmühle, IBR 2012, 371 49 WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Fallbeispiel Lassen sich gegenwärtig Algenbildungen auf WDVS-Putzen (nachhaltig) vermeiden? An einem neuen Wohngebäude in ländlicher Umgebung haben sich vier Jahre nach Gebäudeerrichtung Sind Abdichtungen auf Bodenplatten nach a.R.d.T. notwendig? Algen und Schimmelpilze auf dem Außenputz des Wärmedämmverbundsystems entwickelt, die seitens der Eigentümergemeinschaft gegenüber dem Bauträger gerügt werden . Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBAU, Aachen Sachverständigen Tagung 2014; Kalksandsteinindustrie Nord e.V. Der Bauträger wehrt sich, dass am Tage der Abnahme keine Mängel vorgelegen haben und keine Schäden erkennbar waren. Dem halten die Eigentümer entgegen, dass sie nicht bereit sind, vorzeitige Instandhaltungsmaßnahmen zu ergreifen. Sie erwarten, erst nach Ablauf von 15 Jahren die Fassaden reinigen und neu beschichten zu müssen, nicht aber schon nach vier Jahren. Erfolgsbezogenheit von Werkleistungen Werkleistungen sind mangelfrei zu erbringen. Welche Beschaffenheit als mangelfrei gelten kann, ist aber besonders dann umstritten, wenn die Funktionstauglichkeit voll erreicht wurde, die optische Beschaffenheit nach Meinung des Bestellers aber nicht absolut makellos ist. 2 „Makellose“ Bauleistungen? Unvermeidbare und daher „hinzunehmende Unregelmäßigkeiten“ hat Prof. Dr. Oswald beschrieben. Ein mangelfreier Zustand einer nach den anerkannten Regeln der Technik nicht unter industriellen Bedingungen erbrachten Bauleistung ist nicht absolut makellos. Matthias Zöller, AIBau Aachen WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Verschmutzungen Verschmutzungen Ein bestimmter Grad von „Verschmutzung“ bewitterter Flächen ist zulässig, da benutzte und bewitterte Gegenstände nach einiger Zeit unvermeidbar „Gebrauchsspuren“ zeigen. Mikrobiologischer Bewuchs Streitpunkt kann dann sein, in welchem Zeitraum Fassaden ohne Wartungsarbeiten ein optisch befriedigendes Erscheinungsbild abgeben müssen. Fassadenveralgung – nur bei WDVS? Trifft das auch für einen Bewuchs zu? Handelt es sich gleichartig um eine unvermeidbare Folge aus Umwelteinflüssen… …oder nicht? Ursache Mikroskopische Schliffaufnahme: Mikrofeine Risse, erzeugt durch Flämmverfahren, speichern in unterschiedlichen Mengen Feuchtigkeit, die Algen zur verfüguing steht. Sind Oberflächen weniger warm als ihre Umgebung, kann sich Oberflächentauwasser bilden. Kalte, nicht beheizte Oberflächen trocknen nach Regen nur langsam ab. Mikroorganismen können in „gesunder“ Umgebung feuchte Oberflächen besiedeln. Matthias Zöller, AIBau Aachen 3 WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Ursachen von Algenbildungen Konstruktive Gegebenheiten, wie geringe Dachüberstände oder Ableitung von Wasser von höher liegenden Flächen auf die Fassade, (Haupt-) Bedingungen für Bewuchs: Angebot von Feuchtigkeit über einen zum Wachstum notwendigen Zeitraum auf nicht bioziden Untergründen mit nicht extremen ph-Werten. Unterschreitung der Tautemperatur, Spezielle örtliche Situationen, wie nebelreiche Gebiete, Verschattung durch Bäume und Nachbarbebauung, Nähe zu Wald und/oder Kompoststätten, Speicherung von Feuchtigkeit, Geringe fungizide Wirkung neuerer Farben (vor allem der geringe SO2-Gehalt), Geringe Schadstoffbelastung in der Umwelt. Ist dies ein neues Problem? Nein, auch Fassaden älterer Gebäude und solche mit massiven Untergründen sind davon betroffen. Fassadenveralgung Prognostizierbarkeit eines störenden Algenbefalls Hauptproblem: Wo liegen die Schwellenwerte für den Feuchtegehalt? Menge? Dauer? Wie ist die Überschreitung der Schwellenwerte prognostizierbar? 4 Matthias Zöller, AIBau Aachen WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme [Sedlbauer] Tageszeitlicher Verlauf d. gemessenen Oberflächentemperatur einer Westfassade Abdeckungen und Tropfkanten Seit 2003 ... sind angesichts des zunehmenden Veralgungsrisikos unbedingt sorgfältig zu gestalten. Mindestw ärmeschutz DIN 4108 Teil 2 vor 2003 Die Wasserführung auf Fassaden ist eine wichtige Planungsaufgabe. Abweichungen sind mit dem Besteller unter Darlegung der Folgen zu vereinbaren. [Sedlbauer] Unterschreitungsdauer der Taupunkttemperatur auf Westfassade Matthias Zöller, AIBau Aachen 5 WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Maßnahmen gegen Algenbildungen Biozide Maßnahmen gegen Algenbildungen Auf trockenen Fassaden gedeihen keine Mikroorganismen. Heute übliche Anstriche bleiben offensichtlich an der Oberfläche nicht ausreichend trocken. Auf mit Bioziden ausgerüsteten Oberflächen gedeihen keine Mikroorganismen bis die Gifte ausgewaschen sind (nach ca. 2 – 6 Jahren). Danach müssen neue Giftdepots aufgebracht werden. 5.000 t Gift pro Jahr in 180.000 t Fassadenfarben + 360.000 t Putze mit biozider Ausrüstung in Deutschland Neue Giftdepots Ź zusätzliche quellfähige Polymerschichten, die die Austrocknung der Untergründe weiter reduzieren, wodurch die Austrocknung verzögert wird. Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Trockenhaltung von Farben Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Anstrichbedingte Verdunstungsrate Die Verdunstungsrate steigt exponentiell mit sinkendem s d-Wert Die Austrocknung (Verdunstung) muss gleich schnell oder schneller ablaufen als die Feuchtigkeitsaufnahme: Wasseraufnahme W < Verdunstungsrate V Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Beispiel zum Feuchtehaushalt Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Schlagregenmengen auf Farben Vergleich Dispersions- und Silikat-Farbe: Wasseraufnahmekoeffizient w 0,1 kg/m²h0,5 Wasseraufnahme W 490 g/m²d Sommerhalbjahr Verdunstungsrate V V Dispersionsfarbe 42 g/m²d (21°C/s d: 21/0,5) V Silikat-Farbe 2100 g/m²d (21°C/s d: 21/0,01) Winterhalbjahr Verdunstungsrate V V Dispersionsfarbe ca. 6 g/m²d (3°C/s d: 3/0,5 = 6) Biozid notwendig, weil langsame Austrocknung (49 Tage) V Silikat-Farbe ca. 300 g/m²d (3°C/s d: 3/0,01) Biozid nicht notwendig weil schnelle Austrocknung (1 Tag) Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. 6 Matthias Zöller, AIBau Aachen Künzel, IBP Holzkirchen WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Tauwassermengen auf Farben hydrophil IRB Fraunhofer Institut hydrophob Sekunden nach Bedampfen Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Randwinkel und Benetzbarkeit [Klopfer] Organische Stoffe Schmutz Oberflächenspannung des Festkörpers Randwinkel des Wassertropfens Silikon PVC EP PUR UP PTFE PE Alkyd 0 40 20 Mineralische + metallische Stoffe Wasser hydrophil hydrophob 72,8 60 80 100 V [m N/m ] Film bildung 180 120 Depression 90 60 30 0 Į >*UDG@ Aszension in Kapillaren Į %HQHW]XQJV RGHU5DQGZLQNHOĮ Anstrichbedingte Feuchtebildung Maßnahmen gegen Algenbildungen Anstriche mit besonders hohem Randwinkel (z.B. Lotusan) lagern bei Tauwasser in der Nacht bis zu mehr als 6x mehr Wasser an als silikatische Systeme. Hydrophobe Siliconharzfarben auf WDVS sind nach Regen und bei Tauwasser in der Nacht länger nass als hydrophile silikatische Anstriche. Siliconharzfarben + Farben mit Lotuseffekt müssen daher biozid ausgerüstet werden Änderung der konstruktiven Details, falls möglich, verkürzte Instandhaltungsintervalle, Verwendung von alkalischen Farben mit geringem Kunststoffanteilen, Fungizide/algezide Einstellung der Farben? Dr. Erfurth, Dipl.-Chemiker If B Institut f ür Bautenschutz S.L. Matthias Zöller, AIBau Aachen 7 WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Nachhaltigkeitszwickmühle WDVS Nachhaltigkeitszwickmühle WDVS Wärmedämmverbundsysteme sind Der Brundlandt-Bericht definiert Nachhaltigkeit: kostengünstig, Eine dauerhafte Entwicklung befriedigt die Bedürfnisse der Gegenwart, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können. [Our Common Future - Brundlandt-Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung, 1987] Nachhaltigkeitszwickmühle WDVS tragen zur Einsparung von Heizwärmeenergie, der Schonung von Ressourcen sowie der Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei. Sie erfüllen in dieser Hinsicht Aspekte der Nachhaltigkeit. Nachhaltigkeitszwickmühle WDVS Die DGNB gibt in ihrem Zertifizierungssystem vor: Stoffe und Produkte sind zu reduzieren bzw. zu vermeiden, die aufgrund ihrer stofflichen Eigenschaften oder Rezepturanteile während ihrer Nutzung…ein Risiko für das Grundwasser, Oberflächenwasser, Boden und Luft darstellen. Wenn Putze von Wärmedämmverbundsystemen wiederholt vorbeugend mit Giften behandelt werden müssen, reduziert sich deren Beitrag zur Nachhaltigkeit wesentlich! [Steckbrief 06 Risiken für die lokale Umwelt. DGNB Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen] Fazit Fazit Wärmedämmverbundsysteme sind seit vielen Jahren bewährte Wärmeschutzmaßnahmen. 8 Durch die Überlagerung der Folgen eines hohen Wärmeschutzniveaus und den für das Wachstum von Algen und Pilzen immer günstiger werdenden Umweltbedingungen kann nicht sicher ein Befall verhindert werden. Matthias Zöller, AIBau Aachen WDVS-Fassaden: Veralgungsprobleme Fazit Fazit Die vorbeugende Applikation von Giften ist aufgrund der Tatsache, dass sich ein Bewuchs bei weitem nicht auf allen Putzen auf hochdämmenden Wänden bildet, unter Nachhaltigkeitsaspekten nicht zu empfehlen. Fazit Entscheidet man sich für Wärmedämmverbundsysteme, wird man im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen mit der wiederholten Beseitigung von evtl. mikrobiellem Befall rechnen müssen - so, wie man bei staubhaltiger Luft mit der Beseitigung von Verschmutzungen rechnet, ohne auch nur daran zu denken, dafür den ausführenden Unternehmer zur Verantwortung zu ziehen. Fazit So wenig, wie es möglich ist, Verschmutzungen auf WDVS-Putzen vorzubeugen, so wenig sollte aus Nachhaltigkeitserwägungen einem evtl. Bewuchs von Algen oder Pilzen durch prophylaktisches Ausbringen von Bioziden vorgebeugt werden. Fazit Auch bei heutigen Systemen werden keineswegs alle Fassaden von Algen oder Pilzen bewachsen. Das vorbeugende Ausbringen von Giften ist insofern nicht sinnvoll. Fazit Falls ein Bewuchs eintritt, sollen die im Rahmen von Instandhaltungen ausgebrachten Mengen von Bioziden auf das notwendige Minimum reduziert werden. Das sollten allgemein bekannte Beschaffenheiten sein, um keine falschen Bestellererwartungen hervorzurufen. Alternative: ein Bewuchs kann auch einfach akzeptiert werden. Fallabhängig lassen sich Substitutionen entwickeln, wie z.B. eine „echte“ Fassadenbegrünung mit Pflanzen… Matthias Zöller, AIBau Aachen 9 Sind Abdichtungen auf Bodenplatten nach anerkannten Regeln der Technik notwendig? Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBAU, Aachen 11 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Wassertransport und -speicherung in Bauteilen Lassen sich gegenwärtig Algenbildungen auf WDVS-Putzen (nachhaltig) vermeiden? Sind Abdichtungen auf Bodenplatten nach a.R.d.T. notwendig? Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBAU, Aachen Sachverständigen Tagung 2014; Kalksandsteinindustrie Nord e.V. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Dipoleigenschaft von Wasser Folgen: Benetzungseigenschaften bei Oberflächen Sorption Kapillarität Transportierbarkeit durch Spannungen Elektrokinese Das Wassermolekül ist ein Dipol [Klopfer] Wassertransportvorgänge in porösen Baustoffen flüssig: gasförmig: Sickerströmung Konvektion Kapillarität Diffusion Elektrokinese Diffusion 12 Strömung von flüssigem Wasser setzt größere Öffnungen in Bauteile voraus in Verbindung mit einer Druckdifferenz, die das Wasser durch das Bauteil drückt. Sickerströmung hängt von folgenden Einflussgrößen ab: Druckdifferenz Spaltbreite Strömungswiderstand Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Vermeidung von Sickerströmungen in WU – Bauteilen: Keine wasserführenden Trennrisse Rissweite: w << 0,1 mm Feuchtetransportmechanismen Strömung Makroporen (d > 1 mm, Wasserströmung abhängig der Grenzflächenspannung der Porenwandungen, Länge und Geometrie der wasserführenden Öffnungen). Man misst an der Bauteiloberfläche i.d.R. nicht die tatsächliche Mindestrissweite Das darin befindliche Wasser wird von den Porenwandungen zwar im Sinne von Gefäßwandungen begrenzt, aber sonst nicht weiter beeinflusst. [Meichsner, H.] Daher kann es z.B. allein unter Schwerkraftwirkung aus den Poren ausfließen. Sorption Sorption = Wasserspeicherung Anlagerung von Wasserdampfmolekülen an den inneren Oberflächen poröser Baustoffe (Klopfer) Sorption: Anlagerung von Wasserdampfmolekülen an den inneren Oberflächen poröser Baustoffe. Das Sorptionsverhalten eines Stoffes ist von der relativen Luftfeuchte abhängig und wird durch Sorptionsthermen beschrieben. Sorptionsisothermen = Gleichgewichtsfeuchten in Bezug auf wechselnde relative Luftfeuchten (Vorgang weitgehend temperaturunabhängig) Auswirkungen Gleichgewichtsfeuchte von Außenwänden nimmt mit Innendämmungen zu Baufeuchteproblematik: Ausgleichsfeuchten unter Nutzungsbedingungen sind geringer als während der Gebäudeerrichtung „Arbeiten“ des Holzes Hoher Feuchtegehalt bei stark versalzten Bauteilen Eiche Adsorption Eiche Desorption Buche Adsorption Buche Desorption Sorptionsthermen von Eichen- und Buchenholz Matthias Zöller, AIBau Aachen 13 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Sorptionsisothermen einiger feinporiger Baustoffe [Klopfer] Feuchtetransportmechanismen Kapillarer Transport benötigt ein durchgehendes Porensystem. Geschlossene oder nicht durchgehende Poren verhindern den kapillaren Transport. Kapillarität Feuchtetransportmechanismen Einflussgrößen: Kapillartransport Kapillarporen (1 mm > d > 0,1 Pm, Wasserkapillartransport abhängig der Grenzflächenspannung der Porenwandungen), Benetzbarkeit Porenradius die an freien Wasseroberflächen auftretenden Kapillarkräfte können das Wasser bewegen oder festhalten, auch z.B. entgegen der Schwerkraft; bei kleinen Poren übt die Schwerkraft keinen Einfluss aus, bei größeren überlagert sich der Transport mit Strömen. Feuchtetransportmechanismen 1 geschlossene, nicht füllbare Poren. 14 2 offene Poren 2a durchströmbare Poren 2b nicht durchströmbare Poren. Wassertransportmechanismen in einem Porensystem bei steigendem Wassergehalt. Klopfer Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Kapillare Wasseraufsaugung Wasseraufsaugevermögen Kapillarität/Verdunstung eines Baustoffes beruht auf Kraft, die bei einer benetzenden Flüssigkeit zur Meniskenbildung und zum Aufsteigen in feinen Kapillarporen führt. Diffusion Trocknungsverlauf in porösen Baustoffen; (Krischer) Mensikeln beruhen auf dem elektrostatischen Feld des Moleküls H2O, das an der Grenzfläche zum Untergrund in Abhängigkeit der Spannungsdifferenzen der Oberflächen zu unterschiedlichen Randwinkeln führt. Bei relativ zur Flüssigkeit geringer Spannung des Untergrunds bewirken die Eigenspannungen der Flüssigkeit, dass diese sich zur Idealform der Kugel zusammenzieht, bei relativ hohen, dass die Flüssigkeit zu einem Film auseinander gezogen wird. Hydrophobe Oberfläche, geringe Spannung an der Grenzfläche durch Minimierung der Kontaktstellen (Lotuseffekt) Kapillare Wasseraufsaugung Kapillarzug ist von folgenden Parametern abhängig: Porengröße: Je kleiner der Radius ist, um so größer der Kapillarzug Viskosität der Flüssigkeit: je geringer, desto höher das Saugverhalten Hydrophobe Oberfläche, geringe Spannung an der Grenzfläche durch Minimierung der Kontaktstellen (Lotuseffekt) Randwinkel und Benetzbarkeit [Klopfer] Organische Stoffe Schmutz Silikon PVC EP PUR UP PTFE PE Alkyd Oberflächenspannung des Festkörpers 0 Randwinkel des Wassertropfens 180 40 20 Mineralische + metallische Stoffe Wasser 72,8 60 80 100 V [m N/m ] Film bildung 120 Depression 90 60 30 0 Į >*UDG@ Aszension in Kapillaren Į %HQHW]XQJV RGHU5DQGZLQNHOĮ Matthias Zöller, AIBau Aachen 15 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Benetzbarkeit von Oberflächen in Abhängigkeit derer Grenzflächenspannung hydrophob hydrophil stumpfer Lack: hydrophile Oberfläche Kapillare Steighöhe in m Kapillare Steighöhe in Abhängigkeit vom Kapillardurchmesser und vom Randwinkel der Benetzung polierter Lack: hydrophobe Oberfläche theoretische, maximale Steighöhe H = 14,82/r Steighöhe unter Berücksichtigung einer Verdunstungsrate von Jv = 10 kg/m²d Wanddicke 48cm 24cm Bei kleinem Kapillarradius ist der Kapillartransport so langsam, dass er bei nicht abgedichteten Oberflächen von der Oberflächenverdunstung „überholt“ wird. Daher wird die theoretische, maximale Steighöhe meist nie erreicht. schnell langsam Knickpunktskurve nach Krischer (Verdunstungsstromdichte eines trocknenden porigen Stoffes als Funktion des Wassergehalts) Kapillarradius in Mikrometer Kapillarer Wassertransport und Verdunstung 16 (Arendt) Wasserstromdichte und kritischer Feuchtegehalt von Porenbeton Matthias Zöller, AIBau Aachen Trocknungsverläufe von Porenbeton Außenbauteilen A: Außenwand beidseitig mit Kunststoffbeschichtung, nach außen und innen verdunstungsfähig, selten beregnet (Ostwand) B: Außenwand (Nordwand), nach außen dicht abgesperrt, nur nach innen verdunstungsfähig C: Nicht belüftetes Flachdach, nur nach innen verdunstungsfähig In den angrenzenden Räumen herrschten im Winter etw a gleiche raumklimatische Verhältnisse (20°C, 40—50 % r.F.) Kapillartransport [Klopfer] Kapillarzug endet am Rand des Bauteils = Kapillartransport führt nicht zu Wasseransammlungen Kapillar-Depression Kapillar-Aszension Die Steighöhe ist zum Porendurchmesser umgekehrt proportional. Die transportierte Wassermenge ist zum Porendurchmesser proportional. Porenbetonhandbuch 2008 Porenbetonhandbuch 2002 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Trocknungsverlauf von Porenbetonaußenbauteilen (Xella Technologie und Forschungsgesellschaft mbH]. .OLPDUDQGEHGLQJXQJHQ,QQHQș &XQGij DXHQ6WDQGRUW(VVHQ Definition Oberflächenspannung: Die an der Oberfläche flüssiger Phasen wirkende Kraft, die bestrebt ist, die Oberfläche so weit wie möglich zu verkleinern, heißt Oberflächenspannung. Die Oberflächenspannung ist definiert als die in der Oberfläche senkrecht in die Phase wirkende Kraft. Die Dimension ist mN/m "Kraft pro Länge" (mN/m = dyn/cm und zahlenmäßig gleich der alten Kapillaritätskonstante erg/cm2). Manchmal wird sie auch spezifische Oberflächenspannung genannt, denn ihr Wert entspricht genau der Arbeit, die aufgewendet werden muss, um 1cm2 neue Oberfläche zu schaffen. Das veranschaulicht die Dimension mN/m = mJ/m2 (Arbeit pro neu erzeugter Fläche). Phasengrenzen, die zwischen gleichphasigen Stoffen, z.B. nichtmischbaren Flüssigkeiten, oder zwischen festen und flüssigen Stoffen oder verschiedenen Körpern auftreten, werden im normalen Sprachgebrauch 'Oberflächen' genannt. Obwohl Grenzfläche bzw. Grenzflächenspannung der allgemeine Begriff ist und den physikalischen Sachverhalt korrekt als Effekt über Stoffgrenzen wiedergibt, soll hier bei der Betrachtung von Flüssigkeiten weiterhin bei der Bulkgrenze zur Luft (Inertgas, mit dem Dampf der Flüssigkeit gesättigte Luft) von Oberflächenspannung bzw. -Energie die Rede sein, weil die Grenzfläche ans Nichts - als wahrhafte Oberfläche - irrelevant ist. Zur Unterscheidung bezeichnet Grenzflächenspannung die entsprechende Kraft zwischen kondensierten Phasen. Matthias Zöller, AIBau Aachen 17 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten 2 offene Poren 2a durchströmbare Poren 2b nicht durchströmbare Poren. Feuchtetransportmechanismen Schematische Darstellung der Höhenverteilung von Feuchtigkeit in Ziegelmauerwerk unter Berücksichtigung der Übergangswiderstände zwischen den verschiedenen Materialien. Diffusion gründet auf der Brownschen Molekularbewegung, einem Transportmechanismus, der sich aus den Bewegungen der Moleküle in der Struktur ergibt, entsprechend nicht zielgerichtet und daher sehr geringe Leistungsfähigkeit besitzt. Robert Brown, schottischer Biologe, der die Molekularbewegung i. J. 1827 (wieder-) entdeckt hat (Erstentdeckung d. Jan Ingenhousz im J. 1785) Wasserdampfdiffusion: Feuchtetransportmechanismen Einflussgrößen: Wasserdampfdiffusion Wasserdampfkonzentrationsgefälle (-teildruckgefälle) Wasserdampfdiffusionswiderstand Konzentrationsausgleich durch Brownsche Molekularbewegung: der Luftdruck ist zu beiden Seiten des wasserdampfdurchlässigen Bauteils gleich; die Wasserdampfmenge ist im rechten Raum größer. 18 Matthias Zöller, AIBau Aachen (Wasserdampf-) Konvektion Konzentrationsausgleich durch Luftströmung bei Luftdruckausgleich: der Luftdruck und die Wasserdampfmenge ist im rechten Raum größer. Wasserdampfkonvektionsströmung Einflussgrößen: Druckdifferenz Spaltbreite Strömungswiderstand Verdunstungsptenzial Feuchtetransportmechanismen Tauwasser Wassergehalt der Luft in g/m³ Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Lufttemperatur in °C Feuchtetransportmechanismen Diffusion Die Wassermengen sind bei durch Diffusionstransporten meist sehr klein, die Diffusion kann zu Feuchtigkeitsschäden führen, wird aber meistens überschätzt. Fallbeispiel Bodenplatte Fotodokumentation des gerichtlichen Sachverständigen Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Feuchtebedingtes Schadensbild im Schlafzimmer eines der insgesamt 16 Reihenhäuser, die sonst keine Schäden aufweisen Matthias Zöller, AIBau Aachen 19 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Blick auf die Bodenplatte Detailaufnahme der Bodenplatte mit gestemmter Oberfläche; auf der Bodenplatte befindet sich eine ca. 1mm dicke MDS Detailaufnahme der Bodenplatte mit gestemmter Oberfläche; auf der Bodenplatte befindet sich eine ca. 1mm dicke MDS Situation am Sockel außen Wassereindringtiefe in den Beton der Bodenplatte beträgt zwischen 1,8 und 3,8 cm Bewertung des gerichtlichen Sachverständigen Die Dicke der Bodenplatte beträgt 10cm, also weniger als 15cm, die Bodenplatte entspricht nicht der WURichtlinie und ist deswegen kein WU-Bauteil. Eine Trockenschichtdicke der MDS von >2 mm, wie sie in der Norm für Bauwerksabdichtung bei Beanspruchung durch Bodenfeuchtigkeit und nichtdrückendes Wasser gefordert wird, ist nicht vorhanden. Die Lieferscheinen weisen eine Betongüte C25/30, aber nicht C30/37 aus, auch keinen WU-Zusatz. Die Wassereindringtiefe im Test entsprechend DIN 1045 beträgt zwischen 1,8 und 3,8 cm. Die Kunststofffolie auf der Bodenplatte ersetzt keine Abdichtung gegen Diffusion. 20 Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Bewertung des gerichtlichen Sachverständigen Bewertung des gerichtlichen Sachverständigen Aufgrund der zu geringen Dicke der Bodenplatte… (Anmerkung: 10 cm anstelle 15 cm bzw. 25 cm nach WURichtlinie) muss davon ausgegangen werden, dass bis zur Oberseite der Bodenplatte ein kapillares Wassereindringen erfolgt. Fehlende Bitumen-Schweißbahn bzw. Folienlage (je nach Feuchte-bzw. Nässebeanspruchung) auf der Oberseite der Stahlbetonbodenplatte in den Raumflächenbereichen und in den Aufstandsbereichen der Mauerwerkswände auf der Oberseite der Stahlbetonbodenplatte. Die Dichtungsschichten müssen bei Beanspruchung durch drückendes und nichtdrückendes Wasser sowie zeitweise aufstauendes Sickerwasser in den Stoßbereichen verschweißt oder verklebt werden. Bei Beanspruchung durch Bodenfeuchte und nichtstauendes Sickerwasser ist eine Stoßüberlappung mit einer Breite von mindestens 20 bis 30 cm ausreichend. gerichtlicher Sachverständiger: Maßnahmen 1. Ausbau des Fußbodenaufbaus einschl. Schuttabfuhr. 2. Anordnen einer Bitumenschweißbahn auf der Oberseite der Stahlbetonbodenplatte in allen Aufstandsbereichen der Mauerwerkswände. Dazu muss die erste Steinlage der Wände abschnittweise in Teillängen von jeweils ca. 1 m aufgebrochen werden, um die Bahn unter den Wänden durchgehend verlegen zu können. 3. Anordnen einer Bitumenschweißbahn oder von 2 Lagen PE-Folie d = 0,20 bis 0,30 mm mit verschweißten oder verklebten Stößen in den Raumflächen-bereichen auf der Oberseite der Stahlbetonboden-platte mit dichtem Anschluss an die BitumenSchweißbahnstreifen unter den Mauerwerkswänden. Er benötigt deswegen Unterstützung und beauftragt eine gerichtlich verwertbare Stellungnahme zu folgenden Fragen: Fragen Fragen 1. Wie sind die vorhandene Feuchteerscheinung in einem Zimmer der Reihenhausanlage zu bewerten? 2. Ist die Bodenplatte schadensursächlich? 3. Mit welcher Wasserbeanspruchung ist bei der Bodenplatte zu rechnen? 4. Welches Regelwerk ist für die Bodenplatte heranzuziehen? Der Bauträger, hier der Beklagte, sieht sich mit einem Kostenanspruch in Höhe von 1,8 Millionen ¼ konfrontiert, der die Insolvenz seiner Firma zur Folge hätte. 5. Ist eine Abdichtung aus einer mineralischen Dichtschlämme auf der Bodenplatte bei einer Mindestdicke von 2 mm erforderlich? Alternativ hierzu eine Bitumenschweißbahn der Dicke von 4 mm, die auf dem Fußbodenfläche und unter den Wänden durchgehend verlegt wird? 6. Muss eine Bitumenschweißbahn auf einer Bodenplatte, wenn diese durch drückendes Wasser beansprucht ist, an den Stößen vollflächig verschweißt werden? Matthias Zöller, AIBau Aachen 21 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Beanspruchungsarten Aufgabenstellung Private Beratung 7. Wie ist die Beobachtung des Sachverständigen zu bewerten, dass bei seinen gravimetischen Feuchtemessungen in der Bodenplatte im oberen Bereich, der dem Innenraum zugeordnet ist, höhere Feuchtigkeiten vorliegen als im unteren Bereich? 8. Wie ist der seitens des Sachverständigen erläuterte Zusammenhang zu bewerten, dass aus dem Erdreich Wasser durch Diffusion durch die Bodenplatte hindurch gelange und unter der mit der Kunststofffolie abgedeckten Oberfläche (der Bodenplatte) Tauwasser bilde? typische Grundwassersituation durchlässige Auffüllung durchlässige Auffüllung Nicht stauendes Sickerwasser, Bodenfeuchte Stauwasser, drückendes Wasser Nicht-bindiger, stark durchlässiger Boden Lastfall: zeitweise stauendes Sickerwasser bei bindigen Böden Lastfall: zeitweise stauendes Sickerwasser bei bindigen Böden Mit Dränung nur: nicht stauendes Sickerwasser/Bodenfeuchte 22 Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Charakterisierung d. Wasserdurchlässigkeit v. Bodenschichten In beiden Situationen ist die Wasserbeanspruchung gleich! Stark wasserdurchlässiger Boden gering wasserdurchlässiger Boden Es ist Zweck der Dränung, die Wasserbeanspruchung dauerhaft so weit zu vermindern, dass eine Abdichtung gegen Bodenfeuchte und nicht stauendes Sickerwasser ausreicht. Durchlässigkeitsbeiwert k in m/s Bezeichnung nach DIN 18130* unter 10-8 sehr schwach durchlässig 10-8 bis 10-6 schwach durchlässig über 10-6 bis 10-4 durchlässig über 10-4 bis 10-2 stark durchlässig über 10-2 sehr stark durchlässig Achtung : Bez. n. DIN 18195-1 bzw. DIN 18533 Beispiele Ton, schluffiger Ton gering durchlässig Schluff, sandiger Schluff Feinsand, SandSchluffGemische stark durchlässig Mittel- und Grobsand, sandiger Kies Kies, Schotter Missverständnisse möglich ! *DIN 18130:1998-5 Baugrund - Untersuchung von Bodenproben; Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts - Teil 1: Laborversuche Mindestbeanspruchung bei stark wasserdurchlässigen (nichtbindigen) Böden oberhalb des Bemessungswasserstands auf erdberührte Wände: Bodenfeuchtigkeit und nichtstauendes Sickerwasser auf Bodenplatten: Zulässige Rissbreiten bei WU - Bauteilen Druckwasser: (Selbstheilung) Die Beanspruchungen sind nicht gleich! hw /hb < 10: 10 - 15: 15 - 25: 0,20 mm 0,15 mm 0,10 mm (WU-Richtlinie 2004) Bodenfeuchtigkeit Stark wasserdurchlässiger wasserdurchlässige ger Boden Rissweitenbeschränkung Beim Lastfall Bodenfeuchte ist bei Bodenplatten eine Rissweitenbeschränkung nur aufgrund der Korrosionsschutzregeln notwendig. Bei Bodenplatten aus Faserbeton ist w = 0,4 mm daher nicht zu bemängeln. Bodenfeuchte und nichtstauendes Sickerwasser: Wände: 0,20 mm Bodenfeuchte: Bodenplatte: 0,30 mm (DIN 1045) Dimensionierung der Abdichtung Beanspruchung aus: Beanspruchung an: drückendem Wasser (Grundwasser, Hochwasser); Bodenplatten & Wänden zeitweise stauendes Sickerwasser Wänden (Stauwasser) Bodenplatten p Bodenfeuchtigkeit und Wänden nichtstauendes Sickerwasser (W1) Bodenfeuchtigkeit (W1) Bodenplatten Stauwasser kann durch Dränanlagen zu Bodenfeuchtigkeit und nicht stauendes Sickerwasser reduziert werden. Matthias Zöller, AIBau Aachen 23 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten http://www.berlin.de/sen/umwelt/wasser/hydrogeo/de/broschuere/faq-uferfiltrat.pdf Grundwasser - Stauwasser Grundwasser Stauwasser Einfluss aus weiterer Nur von der Fassade und Umgebung, Wasserzufluss unmittelbar vor dem kann groß sein, Menge nicht Gebäude versickerndes bestimmbar, darf deswegen Regenwasser. Eigentlich nicht dauerhaft in die Oberflächenwasser, darf Kanalisation geleitet werden. u.U. der Kanalisation zugeleitet werden. Örtl. Versickerung nicht Örtl. Versickerung u.U. möglich. möglich. Wasserbeanspruchung auf Bodenplatten Die Einwirkungsdauer ist für die Dimensionierung der Abdichtung unerheblich! Allerdings wird sich im Lastfall Stauwasser im Laufe der Zeit die Beanspruchung aufgrund zunehmender Bodenverdichtung verringern, es wird weniger Wasser in den ehemaligen Arbeitsraum sickern, während bei Grundwasser dauerhaft von einer Beanspruchung ausgegangen werden muss. Baugrund ist wenig sickerfähig http://www.berlin.de/sen/umwelt/wasser/hydrogeo/de/broschuere/faq-uferfiltrat.pdf Sickerwasser durch Spannankerhülse …aber kein flüssiges Wasser am Boden http://www.berlin.de/sen/umwelt/wasser/hydrogeo/de/broschuere/faq-uferfiltrat.pdf Baugrund mit geringer Sickerleistung und dennoch: keine nennenswerten Wasserschäden trotz „offener“ Bauweise WU-Richtlinie und DIN 18533 differenzieren hinsichtlich der erforderlichen Maßnahmen zum Feuchteschutz nach der Beanspruchung, nicht (bzw. nur bedingt) nach der Ursache und somit nicht nach drückendem Wasser und Mangel? stauendem Sickerwasser (Beanspruchungsklasse W 2.1 und 2.2). Die erdberührten Bauteile werden in beiden Fällen (fast) gleich beansprucht. Nach welchen Kriterien ist zu beurteilen? Normen f. Bauwerksabdichtungen DIN 18195/DIN 18533? WU- Richtlinie? 24 Für den Feuchteschutz der erdberührten Bauteile gilt: stauendes Sickerwasser = drückendes Wasser Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten typische Grundwassersituation Streitpunkt: Fallbeispiel durchlässige Auffüllung Ist in Tiefgaragen bei wenig durchlässigem Baugrund trotz eines ausreichend tiefen Bemessungswasserstandes eine gegen Druckwasser bemessene Bodenplatte erforderlich? -Oder genügt auch Pflaster auf Oberbau? Drückendes Wasser Zeitweise aufstauendes Sickerwasser durchlässige Auffüllung Bodenplatten werden bei wenig durchlässigen Böden von Druckwasser beansprucht, wenn: hydraulische Verbindungen der Bereiche vor den Wänden und unter den Bodenplatten bestehen. Kiesschüttung ütt bindiger, wenig durchlässiger Boden Zeitweise aufstauendes s Sicker Sickerwasser durchlässige Auffüllung Bodenplatten werden bei wenig durchlässigen Böden ausschließlich von Bodenfeuchte beansprucht, wenn: Streifenfundamente oder Schürzen verhindern, dass Wasser rasch unter Bodenplatten sickern kann; unter Bodenplatten keine wasserquerleitende Schichten vorhanden sind oder diese so dimensioniert sind, dass sie als Rigole wirken (die Formstabilität des Untergrunds darf sich durch ? Wassereinwirkung nicht ändern) bindiger, diger, wenig durchlässiger durch Boden Matthias Zöller, AIBau Aachen 25 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Fazit 2 Fazit 1 Die erforderlichen Maßnahmen zum Feuchteschutz sind im Einzelfall zu beurteilen. Dränanlagen sind bei Öffnungen in untergeschossigen Wänden erforderlich, solange keine Wannen den Außenbereich schützen. DIN 18195 und DIN 18533 differenzieren nicht nach Wänden und Bodenplatten beim Lastfall stauendes Sickerwasser. Tatsächlich kann aber auch hier nach: Bodenplatten und Wänden differenziert werden! Fazit 3 Unter Bodenflächen steht in vielen Fällen kein Druckwasser aus einer Stauwasserbeanspruchung an! Die tatsächliche Wasserbeanspruchung erdberührter Bodenplatten wird – insbesondere bei nicht unterkellerten Gebäuden häufig überschätzt. (Das erklärt die dort fast üblichen Verstöße gegen Regelwerkanforderungen ohne Schadensfolgen.) Zusammenfassung – Problemkreise choridinduzierte Korrosion und generelle Zulässigkeit von Pflasterbelägen in Tiefgaragen beachten! Leistungsfähigkeit von WU-Konstruktionen Die Differenzierung zwischen Stau- und Druckwasser ist und bleibt notwendig: Wände und Böden sind differenziert zu bewerten. Solange keine hydraulische Verbindung des Arbeitsraums vor den erdberührten Wänden zur Fläche unter der Bodenplatte besteht, kann unter Bodenflächen nicht nur bei nicht stauendem Sickerwasser, sondern auch bei Stauwasser sich kein Druckwasser bilden. Stauwasser darf dräniert werden, Druckwasser nicht. Bei Öffnungen in Untergeschossen kann durch Dränanlagen der hohe Aufwand des Druckwasserschutzes außerhalb des Gebäudes vermieden werden. 26 Dipl.-Ing. Matthias Zöller, AIBau Aachen Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Dampfdichte Abdeckung Unstrittige Situationen Alte Theorie: Bei behinderter Diffusion nach innen dringt die Kapillarfront bis nach innen vor. Umstrittene Situationen Empfehlung nach alter Wassertransporttheorie: Ablüften von Feuchtigkeit auf der Raumseite des Bauteils - auch am Boden! „Wasserbett“ ? Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton mit hohem Wassereindringwiderstand Auswahlkriterien für die Objekte Wassertransport bei hochwertig genutzten Räumen Eindeutig ständig grundwasserbeansprucht; keine zusätzliche kapillardichte Außenschicht; hochwertige Nutzung oder Innenoberflächen dampfsperrend abgedeckt; Nutzungszeit deutlich über 5 Jahre; Oswald,R.; Wilmes,K.; Kottje,J.: Weiße Wannen – hochwertig genutzt Praxisbewährung und Ausführungsempfehlungen; Stuttgart 2007 AIBau : Untersuchung ausgeführter Objekte 2003/2004 Besichtigung / Messung /Probenahme möglich. Anzahl der Objekte: 14 aibau.de Matthias Zöller, AIBau Aachen 27 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Objekte 1 - 4 Schwimmende Häuser Insgesamt ca. 80 Häuser aibau.de aibau.de Objekt 1 Schwimmendes Haus I Hobbyraum; Baujahr 1993 Objekt 1 Projektdaten Nutzungsbeginn: 1993 Nutzungsart: Wochendhaus Keller: Hobbyraum Beheizung: keine (Heizventilator bei Bedarf) Belüftung: Entlüftungsventilator - handgeregelt Druckwasserbelastung: ständig 1,60 m Art der Untersuchungen: Entnahme Betonproben aus dem Boden vor und nach Abdeckung (105 Tage) Schichtenfolgen: siehe Schnittzeichnungen aibau.de aibau.de Untersuchungsmethoden: aibau.de 28 Besichtigung und Befragung der Nutzer Messung Luftfeuchte und –temperatur Holzfeuchtemessung an Einbauteilen Feuchtemessung (Darrmethode) an mit dem Meißel entnommenen Betonproben (oberflächennah max. 20 – 40 mm) - aktueller Feuchtegehalt - Ausgleichsfeuchte 20°C / 50% r.F. - Feuchtegehalt nach Wasserlagerung aibau.de Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten ca 70 % 4 Masse% aibau.de aibau.de Objekt 1 - Untersuchungsergebnisse Objekt 2 Schwimmendes Haus II Nach ca. 11 Jahren Nutzungszeit: Gästeschlafraum, Baujahr 1995 Keine optisch erkennbaren Schäden Erhöhter Feuchtgehalt (4M %) unter Beschichtung, aber keine Porensättigung (70 %) dampfdichte und wärmedämmende Abdeckung nach 105 Tagen ohne Einfluss auf Feuchtegehalt Hobbyraumnutzung möglich aibau.de aibau.de Objekt 2 Projektdaten Nutzungsbeginn: 1995 Nutzungsart: Wochenendhaus; Keller: Gästezimmer, Bar Heizung: Radiatoren Belüftung: Abluftventilator, handgeregelt Druckwasserbelastung: ständig, 1,60 m Art der Untersuchungen: Holzfeuchtemessung (Darren) und Luftfeuchtemessung im Fußbodenzwischenraum Schichtenfolgen: siehe Schnittzeichnungen aibau.de aibau.de Matthias Zöller, AIBau Aachen 29 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Temperatur und Luftfeuchte im Bodenzwischenraum 86 % r.F. Ermittelte Holzfeuchte: 19,4 Masse% + 5,5 °C 51 % r.F. Raumklima + 12,5 °C aibau.de aibau.de Objekt 2: Objekt 2: Ursachen der hohen Holzfeuchte im Bodenzwischenraum Ursachen der hohen Holzfeuchte im Bodenzwischenraum aibau.de aibau.de Objekt 2 - Untersuchungsergebnisse Objekt 4 Schwimmendes Haus III Nach ca. 9 Jahren Nutzung: Gästezimmer, Baujahr 1992 Keine optisch erkennbaren Schäden Sehr hoher Feuchtegehalt der Holzwerkstoffe im nicht geregelt belüfteten Bodenzwischenraum unter der Innendämmung (19,4 Masse%) Nutzung ohne Einschränkung bisher möglich - aber Grenzfall aibau.de 30 aibau.de Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Objekt 4 Projektdaten Nutzungsbeginn: 1992 Nutzungsart: ständig bewohnt; Keller: Gästeschlafraum Beheizung: Radiatorheizung Belüftung: Entlüftungsventilator, handgeregelt Druckwasserbelastung: ständig 1,6 m Art der Untersuchungen: Holzfeuchtemessung im Bodenzwischenraum Schichtenfolgen: siehe Schnittzeichnungen aibau.de aibau.de Objekt 4 - Untersuchungsergebnisse Spanplatte 12 Masse% Nach ca. 12 Jahren Nutzung: Keine optisch erkennbaren Schäden keine Spuren von flüssigem Wasser Sehr hoher Feuchtegehalt in Lattung unter Fußbodendämmung (19 Masse%) Erhöhter Feuchtegehalt in Spanplatte unter Fliesenbelag (12 Masse%) Ausgleichslattung 19 Masse % Hochwertige Nutzung möglich; Grenzfall aibau.de aibau.de Kapillarer Wassertransport bei WU-Bauteilen Kapillarer Wassertransport bei WU-Bauteilen Nach 12 Jahren: Bohrkerne aus der Wand des Großen Belt Eisenbahntunnels in Dänemark entnommen, Beton an Tunnelaußenseite um den Transport von Chlorid und Feuchte aufgenommen, durch die Tunnelwand bei einem hydraulischen Druck bei Meereswassersäule von ca. 80 m zu untersuchen. während der Beton an Innenseite bis in ähnliche Tiefe getrocknet ist. Vortrag Robin Beddoe, Aachener Bausachverständigentage 2003 Feuchte bis in eine Tiefe von 3 cm Vortrag Robin Beddoe, Aachener Bausachverständigentage 2003 Matthias Zöller, AIBau Aachen 31 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Kapillarer Wassertransport bei WU-Bauteilen Vortrag Robin Beddoe, Aachener Bausachverständigentage 2003 Feuchtebedingungen in einem WU-Bauteil (Erl. zur WU-Richtlinie 2006) WU-Richtlinie Bei wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton findet unabhängig vom hydrostatischen Druck kein kapillarer Wassertransport statt. Relative Luftfeute und Temperaturen im Freien im Jahresgang (Monatsmittelwerte) Oberflächentauwasser Oberflächentauwasser bildet sich nicht aufgrund des Feuchtigkeitstransport durch ein Bauteil, sondern auf Bauteiloberflächen bei niedrigen Oberflächentemperaturen. 32 Matthias Zöller, AIBau Aachen Klopfer Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten WU-Richtlinie Problematische Situationen 1 Oberflächentauwasser vermeiden durch : Nicht- Lüften der Räume bei sommerlichen Temperaturen, Beheizung im Sommer, wenn Lüften aus hygienischen Gründen erforderlich ist, Ablüften der Baufeuchte bei geeigneter Witterung, Wärmeschutzmaßnahmen zur Erhöhung der Oberflächentemperaturen. Diese Maßnahmen sind unabhängig der Art des Feuchteschutzes erforderlich! In WU-Wannen ohne wasserführende Trennrisse oder Fugen kommt es auch unter dampfdichten, losen Abdeckungen nicht zu Wasseransammlungen. „Wasserbett“ ? aibau.de Problematische Situationen 2 Der Beton weist im Druckwasser dauernd eine erhöhte Fechte auf, ist aber nicht wassergesättigt. Durch hohe Luftfeuchten gefährdete Stoffe sollten nicht oder nur über dampfsperrenden Schichten eingebaut werden. Eine Unterlüftung ist im Normalfall (keine Konditionierung der Luft) eher schadensträchtig. aibau.de „Zur planerischen und tatsächlichen Realisierung einer hochwertigen Nutzung eines Praxisgebäudes war sowohl im Planungszeitpunkt 1997/1998 und ist auch im Jahre 2011 eine horizontale Abdichtung der Bodenplatte gegen Dampfdiffusion nach den anerkannten Regeln der Technik notwendig“ Urteil: OLG Düsseldorf I-23 U 218/09 vom 22.2.2011 OLG Düsseldorf I-23 U 218/09 vom 22.2.2011 Matthias Zöller, AIBau Aachen 33 PE 0,3 mm mit Schaumrücken und Dichtrand Schichtenfolge: Bodenbelag (nicht feuchtempfindlich) Zementestrich Trennlage Obere Dämmlage Dampfsperre PE 0,3 mm mit Schaumrücken und Dichtrand Untere Dämmlage mit Installationsleitungen WU-Beton Bodenplatte Abdeckfolie Kapillarbrechende Schicht Bindiger Boden Dichtungsbahn nach DIN 18195-4 vom Gericht für notwendig erachtet ausgeführt Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Planer wird zu rund 100.000 ¼ Schadenersatz verurteilt. Schäden liegen nicht vor. Sachverständiger stellt allerdings fest, „dass der Estrichaufbau messbar in erheblicher Weise feucht ist“ OLG Düsseldorf I-23 U 218/09 vom 22.2.2011 Schichtenfolge Soweit erkennbar, hat der Sachverständige letztmalig 2004 begutachtet. Das Gericht weist das Begehren der Beklagten zurück, im Berufungsverfahren einen weiteren Sachverständigen zu hören. Der Senat kommt in „freier Beweiswürdigung“ im Jahre 2011 zu dem Ergebnis: Urteil des Senats 2011 „Aus den allgemeinen Regeln der Technik und den mehrfachen, überzeugenden Feststellungen des Sachverständigen … ergibt sich, dass seit 1997/1998 keine relevante Veränderung der sich aus den allgemeinen Regeln der Technik ergebenden technischen Anforderungen an die horizontale Abdichtung der Bodenplatte eines … hochwertig nutzbaren Objekts gegen Dampfdiffusion zu verzeichnen ist“. Ergebnisse des Senats 2011 +20°C / 50% r.F. Diffusionsdichte Abdeckung, z.B. Blech „Infolge aus dem Erdreich durch die Bodenplatte nach oben in die Räumlichkeiten ziehender Kaltluft kommt es zu Kondensationserscheinungen, also Feuchtigkeitsanfall, auf der Bodenplatte. Beton sei zwar wasserdicht herstellbar, jedoch nicht dampfdicht.“ Wärmedämmung +9,3°C / = 1170 Pa 100% r.F. wassergefüllte Poren und Risse Wasserfilm +9,3°C / 100% r.F. Bauphysikalische Begründung des Senats im Jahr 2011 34 = 1170 Pa +20°C / = 1170 Pa 50% r.F. Diffusionsüberlegung zu wärmegedämmten Bodenplatten Schichtenf olge und Feuchtebedingungen einer oberseitig wärmegedämmten Bodenplatte Oswald,R.: Streitpunkte bei Bodenplatten, Aachener Bausachv erständigentage 2002 Matthias Zöller, AIBau Aachen Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten +20°C / 50% r.F. Diffusionsdichte Abdeckung, z.B. Blech = 1170 Pa +20°C / = 611 Pa 26% r.F. Wärmedämmung +20°C / 50% r.F. Diffusionsdichte Abdeckung, z.B. Blech = 1170 Pa +20°C / = 1706 Pa 73% r.F. Wärmedämmung +0°C / = 611 Pa 100% r.F. wassergefüllte Poren und Risse Wasserfilm +15°C / = 1706 Pa 100% r.F. wassergefüllte Poren und Risse Wasserfilm +0°C / 100% r.F. +15°C / 100% r.F. Diffusionsüberlegung zu wärmegedämmten Bodenplatten Diffusionsüberlegung zu wärmegedämmten Bodenplatten WU-Richtlinie des DAfStb Diskussionsstand 2004 Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton 1. Ausgabe 2003-11 (Veröffentlicht: Mai 2004) PRO + KONTRA – Das aktuelle Thema (1. Berichtigung: März 2006) Wassertransport durch Bauteile aus Beton mit hohem Wassereindringwiderstand Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Schriftenreihe Heft 555 1. Auflage Juli 2006 Beuth Verlag, Berlin Untersuchung von Objekten Oswald,R.; Wilmes, K.; Kottjé,J.: Weiße Wannen – hochwertig genutzt Wasserundurchlässige Betonbauteile im Druckwasser mit hochwertig genutzten Innenräumen Stuttgart 2007 Feuchtebedingungen in einem WU-Bauteil (Erl. z. WU-Richtlinie 2006) Matthias Zöller, AIBau Aachen 35 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Regelwerk zur Schichtenfolge bei WU-Beton Merkblatt: Hochwertige Nutzung von Untergeschossen – Bauphysik und Raumklima Deutscher Beton- und Bautechnikverein e.V. Berlin 2009-01 [Merkblatt DBV Hochwertige Nutzung … 2009] Entwicklung des Kenntnisstands seit 2004 „Aus den allgemeinen Regeln der Technik und den mehrfachen, überzeugenden Feststellungen des Sachverständigen … ergibt sich, dass seit 1997/1998 keine relevante Veränderung der sich aus den allgemeinen Regeln der Technik ergebenden technischen Anforderungen an die horizontale Abdichtung der Bodenplatte eines … hochwertig nutzbaren Objekts gegen Dampfdiffusion zu verzeichnen ist“. Ergebnisse des Senats 2011 Beurteilungsergebnis Die realisierte Schichtenfolge entsprach 1997/98 nicht den a.R.d.T. Seit 1997/1998 haben sich der Kenntnisstand über den Wassertransport durch WU-Beton und die daraus abzuleitenden Konstruktionsregeln völlig geändert! Das Gericht hat es versäumt, sich über die Entwicklung des Kenntnisstands zu informieren. Urteil: OLG Düsseldorf I-23 U 218/09 vom 22.2.2011 36 Seit Mitte des letzten Jahrzehnts kann sie als anerkannt gelten. Die Anordnung der Dampfsperre oberhalb der Installationsebene ist sinnvoll. Eine dichte Verklebung von Bahnenüberlappungen ist nicht notwendig. Die Nacherfüllung soll sich am heutigen Kenntnisstand orientieren. Die Gerichtsentscheidung war falsch, weil dem Antrag auf erneute technische Bewertung nicht entsprochen wurde. Matthias Zöller, AIBau Aachen PE 0,3 mm mit Schaumrücken und Dichtrand Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten DIN 18 533 – Diskussionstand Querschnittsabdichtungen Verwendung rissüberbrückender MDS als Querschnittsabdichtung unter Wänden Verwendung dünnerer Mauersperrbahnen Verwendbare Stoffe und generelle Notwendigkeit Notwendigkeit von Querschnittsabdichtungen unter Mauerwerkswänden auf WU-Bodenplatten Querschnittsabdichtungen in Beton „6.1.5 Bei Wänden aus Beton ist die Anordnung einer waagerechten Abdichtung .... im Regelfall nicht möglich. Zum Schutz gegen aufsteigende Feuchtigkeit sind im Einzelfall besondere Maßnahmen erforderlich, die vom Planer vor Beginn der Arbeiten festzulegen sind.“ ? [DIN 18195-4:2011-12] Weitere Einzelheiten: s. WU-Betonbauteile Fazit 1/5 Fazit 1/5 Abdichtungen auf Stahlbetonbodenplatten sind nicht erforderlich: 1. DIN 18195 -4 sieht einen Schutz gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit vor. 1. Stahlbetonbodenplatten weisen gegenüber Wasser keine Kapillarität auf. Sie sind gegenüber Bodenfeuchte wasserundurchlässig. Für wasserundurchlässige Bauteile ist die Normenreihe der DIN 18 195 nicht anzuwenden (DIN 18 195-1). Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Matthias Zöller, AIBau Aachen 37 Zum Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Fazit 2/5 Fazit 3/5 2. Selbst unter der Annahme, dass es einen kapillar Transport gäbe, genügte eine lose verlegte Kapillarsperre, deren Stöße überlappt werden können. Als Kapillarsperren sind bereits einfache Folien geeignet, aber auch Dämmstoffe, die kein Kapillarsystem aufweisen. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen 3. Wegen der hohen Übergangswiderstände zwischen verschiedenen Kapillarsystemen, also an den Grenzflächen zwischen Beton und Mörtel sowie zwischen Mörtel zur Mauerstein, findet aus einer Bodenplatte praktisch kein Kapillartransport in aufstehende Wände statt. Mauerquerschnittsabdichtungen sind technisch nicht notwendig. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Fazit 4/5 Fazit 5/5 4. Bei einer Druckwasserbeanspruchung müsste die Abdichtung unterhalb der Bodenplatte verlegt werden (und nicht auf ihr), da sonst durch anzunehmende Fehlstellen in Bodenplatten der Wasserdruck die Abdichtung von der Bodenplatte oberseitig abheben und den Fußbodenaufbau nach oben drücken könnte. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen 5. Bei Holzkonstruktionen ist aus Holzschutzgründen eine Trennung zwischen Schwellen und Beton erforderlich. Dies betrifft aber nicht nur Bodenplatten, sondern alle Holzschwellen auf Beton. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen Zum (UN-) Sinn von Abdichtungen auf Bodenplatten Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Neustadt/W., AIBau Aachen 38 Matthias Zöller, AIBau Aachen Notizen 39 Anhang Bahnenabdichtungen auf Bodenplatten: Details und grundsätzliche Anforderungen, IBR 2010, 193 Sind Abdichtungen auf WU-Bodenplatten nun doch notwendig? IBR 2012, 243 Fassadenveralgungen: Mit Wärmedämmverbundsystemen in der Nachhaltigkeitszwickmühle, IBR 2012, 371 41 IBR 2010, 193 Bahnenabdichtungen auf Bodenplatten: Details und grundsätzliche Anforderungen Sachverständigenbericht von Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Architekt und ö.b.u.v. Sachverständiger für Schäden an Gebäuden, Neustadt/Weinstraße "Die Querschnittsabdichtung unter der Kellerwand steht seitlich nicht über, um die Abdichtung auf der Bodenplatte anschließen zu können" - so oder ähnlich werden nach wie vor Mangelrügen Planenden und Ausführenden vorgehalten und gefordert, neue Querschnittsabdichtungen im Maueraustauschverfahren einzusetzen. Die Notwendigkeit einer Abdichtung auf Bodenplatten und im Mauerwerk wird im zweiten Beitrag der neuen Bauschadensreihe nach formalen und technischen Kriterien behandelt. Sachverhalt Bei einem Neubau in Hanglage werden die Bodenplatte und die hangseitigen Wände in einer wasserundurchlässigen (WU-) Stahlbeton-Konstruktion errichtet, die talseitigen Wände dagegen in Mauerwerk. Um die erdberührten Bauteile wird eine Dränanlage nach DIN 4095 errichtet. Fußpunkt des Mauerwerks. Die Abdichtung ist an der Oberfläche nicht zu erkennen. Der Bauunternehmer verlegt unter der ersten Steinlage eine Dichtungsbahn, die seitlich nicht übersteht. Ihm wird nach der Vollendung des Rohbaus der eingangs erwähnte Vorwurf entgegengehalten. Um den geforderten Teilabbruch zu vermeiden, schlägt der Unternehmer 42 vor, die geplante Abdichtung auf der Fußbodenfläche mit der unter den Mauersteinen mittels flüssig aufzubringender Abdichtung anzuschließen. Dieser Vorschlag wird nicht akzeptiert, weil Wasser von unten den nur stumpfen bzw. nur lückenhaft herstellbaren Anschluss der Flüssigabdichtung an die Querschnittsabdichtung durchdringen könnte, da die Querschnittsabdichtung nicht bis zur Steinoberfläche reicht. Regelwerke Mauerquerschnittsabdichtungen werden in DIN 18195 Teil 4 gefordert (der Normenteil beschreibt Abdichtungen gegen Bodenfeuchte, bei erdberührten Wänden zusätzlich gegen nicht stauendes Sickerwasser): Außen- und Innenwände von Gebäuden sind durch mindestens eine waagerechte Abdichtung (Querschnittsabdichtung ) ... gegen aufsteigende Feuchtigkeit zu schützen. Die Abdichtung muss ... so an die waagerechte Abdichtung ... herangeführt oder mit ihr verklebt werden, dass keine Feuchtigkeitsbrücken, insbesondere im Bereich von Putzflächen entstehen können (Putzbrücken). Abdichtungsanordnung nach DIN 18195-4. Teil 4 der Normenreihe für Bauwerksabdichtungen fordert damit lückenlos ausgeführte Abdichtungen, um durch Bodenplatten kapillar hindurchdringende Feuchtigkeit von Innenräumen fernzuhalten. Feuchtetransport Wasser wird unter baupraktischen Bedingungen durch Strömung, Kapillarität oder Diffusion transportiert. Gegen flüssig sich ausbreitendes Wasser dienen lückenlose Abdichtungen oder wasserundurchlässige Bauteile. Der kapillare Wassertransport hingegen wird bereits durch die Unterbrechung des Kapillarsystems verhindert. Diffusion beruht auf der brownschen Molekularbewegung und beschreibt den Ausgleich einer unterschiedlichen Anzahl von Wassermolekülen in zwei Raumbereichen. Baupraktische Bedeutung erlangt dieser Feuchtetransport dann, wenn sich aus gasförmigen Wasser (sog. Wasserdampf) bei sinkender Temperatur Tauwasser bildet. Gegen Diffusionsvorgänge können diffusionssperrende Schichten eingesetzt werden. Die durch Diffusion transportierte Wassermenge ist aber gering, die Diffusion wird als mögliche Schadensursache meistens überschätzt. Beurteilung Nach DIN 18195-4 sind lückenlose Abdichtungen auf Bodenplatten zum Schutz gegen aufsteigende Feuchtigkeit notwendig - nur stellt sich die Frage, ob diese auch anzuwenden ist. Nach Teil 1 der Normenreihe gilt die gesamte Norm für Bauwerksabdichtungen nur für Bauteile, die nicht bereits von selbst wasserundurchlässig sind. Die Richtlinie für 43 wasserundurchlässige Stahlbetonkonstruktionen stellt hinsichtlich der zulässigen Rissbreiten an nur durch Bodenfeuchte beanspruchte Bodenplatten keine über die ohnehin geltenden Regeln hinausgehende Anforderungen. Die Betongüte soll die Anforderungen an wasserundurchlässigen Beton erfüllen - dies wird häufig schon durch üblichen Konstruktionsbeton erreicht. Die Dicke der Bodenplatte soll mindestens 15 cm betragen - ein Sicherheitsmaß, da durch eine Vielzahl von Versuchen durch die TU München und mittlerweile auch andere Institutionen nachgewiesen wurde, dass Wasser auf kapillarem Weg unter ungünstigen Bedingungen maximal 8 cm eindringt. Der zuvor zitierte Teil 4 der DIN 18195 ist nur bei geringer Beanspruchung aus Bodenfeuchte anzuwenden. Bei einer höheren Beanspruchung ist die Abdichtung auf der Seite der Wasserbeanspruchung zu führen. Dann sind auch keine Abdichtungen auf Bodenplatten und keine Mauerquerschnittsabdichtungen erforderlich, weil der Feuchteschutz bereits auf der Außenseite des Bauteils liegt. Innenabdichtungen würden vom durch die Außenbauteile hindurchdringenden Wasserdruck ohne besondere Maßnahmen nach innen abgedrückt werden. Die WU-Richtlinie stellt klar, dass durch WU-Beton kein kapillarer Wassertransport stattfindet. Ein sorgfältig verarbeiteter Konstruktionsbeton aber weist auch ohne ausdrückliche Bestellung meistens schon Wasserundurchlässigkeitseigenschaften eines WU-Beton-Bauteils (Mindestdicke 15 cm, Rissweitenbeschränkung 0,3 mm; WZ-Wert und Mindestzementgehalt erfüllt). Im Streitfall kann dies durch Baustoffprüfungen auch nachträglich festgestellt werden. Bei höheren Beanspruchungen sind wasserundurchlässige Stahlbetonkonstruktionen oder schwarze Wannen auf der Außenseite der erdberührten Bauteile erforderlich. Letztere werden aber nur noch ausnahmsweise ausgeführt, üblich sind Bodenplatten aus WU-Stahlbeton-Konstruktionen. Fazit Die Bodenplatte des streitgegenständlichen Gebäudes ist wegen der Dränanlage lediglich durch Bodenfeuchte beansprucht. Damit ist zunächst die DIN 18195-4 zu beachten. Der in Anspruch genommene Bauunternehmer hat eine Mauerquerschnittsabdichtung unter der ersten Steinreihe eingelegt, die grundsätzlich gegen die nach DIN 18195-4 in Frage kommende Beanspruchung durch Kapillarität ausreichenden Schutz bietet. Eine auf der Bodenplatte verlegte Abdichtung kann an die Querschnittsabdichtung "herangeführt" werden - eine Überlappung ist daher nicht zwingend erforderlich, ein stumpfer Anschluss reicht aus. Darüber hinaus ist die Bodenplatte aus wasserundurchlässigem Beton hergestellt, durch den kein kapillarer Wassertransport stattfindet. Die Mauerquerschnittsabdichtung ist ebenso wie eine Abdichtung auf der Bodenplatte aus technischer Sicht nicht erforderlich, die Ausführung ohne seitlichen Überstand ist unter technischen Aspekten nicht zu bemängeln. Denn: Wo kein Wasser ist, wird keine Abdichtung benötigt. Zur Streitvermeidung ist aber zu empfehlen, ein WU-Beton-Bauteil zu planen sowie auszuführende und vertraglich vereinbarte Abdichtungen lückenlos zu verlegen. Verwendete Regelwerke: DIN 18195:2000-08 Bauwerksabdichtungen Teil 1: Grundsätze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsarten Teil 4: Abdichtungen gegen Bodenfeuchte (Kapillarwasser, Haftwasser) und nichtstauendes Sickerwasser an Bodenplatten und Wänden, Bemessung und Ausführung. DIN 4095:1990-06 Baugrund. Dränung zum Schutz baulicher Anlagen. Planung, Bemessung und Ausführung. DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WURichtIinie) Ausgabe 44 November 2003 + Berichtigung März 2006 Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton - DAfStb im DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin. Merkblatt Abdichtung von erdberührtem Mauerwerk. DGfM Deutsche Gesellschaft für Mauerwerksbau e.V., Berlin. 1. Aufl. Mai 2006 Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Architekt, Neustadt © id Verlag 45 IBR 2012, 243 Sind Abdichtungen auf WU-Bodenplatten nun doch notwendig? Sachverständigenbericht von Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Architekt und ö.b.u.v. Sachverständiger für Schäden an Gebäuden, Neustadt/Weinstraße Vor ca. einem Jahr wurde in der IBR ein Urteil veröffentlicht [1], das bei Bodenplatten nicht unterkellerter Gebäude aus wasserundurchlässigem Beton von hochwertig genutzten Räumen grundsätzlich eine zusätzliche bahnenförmige Abdichtung nach DIN 18195 Teil 4 fordert. In der Urteilsbegründung heißt es dazu: Infolge aus dem Erdreich durch die Bodenplatte nach oben in die Räumlichkeiten ziehender Kaltluft kommt es zu Kondensationserscheinungen, also Feuchtigkeitsanfall, auf der Bodenplatte. Beton ist zwar wasserdicht herstellbar, jedoch nicht dampfdicht. Daher hätte eine Horizontalabdichtung erfolgen müssen, die bis an die waagerechte Abdichtung der Wände heranzuführen war. Abdichtung auf einer Bodenplatte Bereits 2006 wurden in der IBR im Rahmen eines Interviews Forschungsergebnisse des Aachener Instituts für Bauschadensforschung AIBau vorgestellt [2], die die Unnötigkeit solcher zusätzlichen Abdichtungen durch die Untersuchung langjährig genutzter Gebäude belegen. Die für einen Fachmann mit bauphysikalischen Grundkenntnissen geradezu haarsträubende Beschreibung eines durch die Bodenplatte ziehenden, Kondensationserscheinungen auslösenden Kaltluftstroms lässt es sinnvoll erscheinen, in diesem Beitrag auf die Wassertransportmechanismen durch WU-Bodenplatten einzugehen. Wasser wird in baupraktischen Mengen durch Strömung von flüssigem Wasser, Kapillarität und Diffusion transportiert. Andere Transportmechanismen, wie Sorption oder Effusion, sind von untergeordneter Bedeutung. Luftströmungen finden durch Bodenplatten gar nicht statt. Strömendes Wasser Während bei druckwasserbelasteten Bodenplatten gegebenenfalls durch Risse Wasser flüssig einströmen kann, findet bei nur durch Bodenfeuchte und nichtstauendem Sickerwasser beanspruchten Bodenplatten nichtunterkellerter Gebäude keine Wasserströmung statt. Abdichtungen gegen strömendes Wasser sind daher weder auf, noch unter wasserundurchlässigen Bodenplatten erforderlich. Kapillarität Der kapillare Wassertransport setzt im Baustoff Kapillaren voraus. Durch Mensikelbildungen wird Wasser auch gegen die Schwerkraft durch die Kapillare transportiert; kann aber an der Bodenplattenoberfläche keine Pfützen bilden. Um die Jahrtausendwende durchgeführte Untersuchungen zeigen zudem, dass 46 durch WU-Bauteile von mehr als ca. 50 mm Dicke ein durchgängiger Kapillartransport nicht stattfindet [3]. Auch gegen diesen Transportvorgang bedarf es daher keiner bahnenförmigen Abdichtung auf WU-Bodenplatten. Diffusion Aufgrund der Brownschen Molekularbewegung ändern Wasserdampfmoleküle ständig ungerichtet ihre Position. Grenzen zwei Raumteile mit unterschiedlichen Wasserdampfkonzentrationen - nur durch eine nicht wasserdampfundurchlässige Schicht getrennt - aneinander, so führt die ständige Bewegung der Wasserdampfmoleküle zu einem allmählichen Konzentrationsausgleich, den man Wasserdampfdiffusion nennt. Der Widerstand einer Dampfsperre, die der Molekularbewegung entgegensteht, wird mit dem einer äquivalenten Luftschicht verglichen. Eine Dampfsperre mit einem Diffusionswiderstand von 50 μ hat den Widerstand einer 50 m dicken Luftschicht - eine für die nicht zielgerichtete Molekularbewegung sehr große Strecke. Warme Luft kann mehr Wasser aufnehmen als kühle. Bei 20 °C kann Luft doppelt so viel Wasser in Gasform (der sog. Wasserdampf) aufnehmen wie bei 9,3 °C . Die Taupunkttemperatur von Luft von 20 °C und 50% relativer Feuchte ist also 9,3 °C. Bei gleichbleibender Wassermenge in Gasform und steigender Temperatur sinkt damit die relative Feuchtigkeit. Unter der Annahme, dass eine Bodenplatte eine Temperatur von 9,3 °C aufweist und von 100% Luftfeuchtigkeit umgeben ist, werden bei einem Raumklima von 20 °C und 50% Luftfeuchtigkeit keine Diffusionsvorgänge festzustellen sein, weil die Anzahl der Wassermoleküle in Gasform an der Bodenplatte und im Innenraum gleich ist. Ist die Bodenplatte kühler, sind dort weniger Wassermoleküle in der Luftschicht unmittelbar über der Bodenplatte enthalten als im Innenraum. Unter solchen Bedingungen wird eine Diffusion aus dem Raum zur Bodenplatte stattfinden, ist sie wärmer, diffundieren Moleküle von der Bodenplatte in den Innenraum. Da aber die Temperatur von der Bodenplatte zum Innenraum zunimmt, steigt die Wasseraufnahmekapazität der Luft, die relative Feuchtigkeit sinkt von der Bodenplatte in Richtung des Innenraums. Daher bleiben die Moleküle gasförmig, es bildet sich kein bauschädliches Tauwasser. Dieses entsteht nur, wenn der Diffusionsstrom von einem wärmeren Raumteil zu einem kühleren gerichtet ist und bei der Diffusion von einem warmen Raumteil zu einem kalten die Kapazitätsgrenze der Luft, Wasser in Gasform aufzunehmen, erreicht wird. Untersuchungen an der TU München haben ergeben, dass bei WU-Beton mit einer Dicke über 50 mm kein durchgängiger Wassertransport von der feuchten Unterseite zur Oberseite stattfindet [3], sondern nur das überschüssige Anmachwasser, das bei der Herstellung der Bodenplatte dem Beton zugegeben wurde, aus den raumseitigen, oberflächennahen Betonschichten über einen längeren Zeitraum nach innen abtrocknet. Daher sind die inneren Feuchtigkeitsbelastungen bei Betonbodenplatten gleich, unabhängig davon, ob sie außen abgedichtet sind oder nicht. Fehlstellen in Dampfsperren wirken sich aufgrund der ungerichteten Molekularbewegung und der geringen Transportleistung nur vergleichsweise geringfügig aus, daher sind einzelne Durchdringungen oder unverklebte Überlappungen eher unbedeutend. Funktion von Abdichtungen auf Bodenplatten Abdichtungen gegen strömendes Wasser auf Bodenplatten aus wasserundurchlässigen Betonkonstruktionen sind nicht erforderlich. Die kapillare Weiterleitung von Wasser aus Bodenplatten findet bei WU-Bodenplatten ebenfalls nicht statt. Unter bestimmten Randbedingungen können diffusionshemmende Abdeckungen sinnvoll sein. Lose überlappte Folien von 0,3 mm Dicke, wie sie im hier angesprochenen Rechtsstreit verwendet worden waren, reichen dabei aus den dargestellten bauphysikalischen Gründen aus. Regelwerke Bei drückendem Wasser sind entweder hautförmige Abdichtungen als "schwarze Wannen" nach der Norm für Bauwerksabdichtungen DIN 18195 oder wasserundurchlässige Stahlbetonkonstruktionen als "weiße Wannen" möglich. 47 Abdichtungen gegen drückendes Wasser sind außenseitig anzuordnen, raumseitig sind keine weiteren Maßnahmen gegen von außen einwirkendes Wasser notwendig, also auch keine Mauerquerschnittsabdichtungen oder Abdichtungen auf Bodenplatten. Die Norm für Bauwerksabdichtungen DIN 18195 gilt - wie im Abschnitt "Anwendungsbereich" der Norm ausdrücklich hervorgehoben wird - nicht für Bauteile, die aus wasserundurchlässigem Beton bestehen [4]. Damit ist Teil 4 der DIN 18195 bei WU-Bodenplatten nicht anzuwenden, der Abdichtungen auf erdberührten Bodenplatten zum Schutz gegen Bodenfeuchte und nichtstauendes Sickerwasser fordert. Das Weglassen einer Abdichtung stellt daher auch formal keinen Regelwerkverstoß dar. Die zuvor erläuterten bauphysikalischen Zusammenhänge sind in die WU-Richtlinie [5] eingegangen. Sie wurden 2004 auf den Aachener Bausachverständigentagen detailliert dargestellt und diskutiert. Die Erläuterungen zur WU-Richtlinie haben 2006 die Zusammenhänge weiter vertieft dargestellt. Ein Merkblatt des Beton- und Bautechnikvereins hat 2009 detailliert die sinnvollen Schichtenfolgen für hochwertig genutzte Räume mit WU-Beton-Bodenplatten beschrieben. Für Bauwerke aus wasserundurchlässigem Beton mit hochwertiger Nutzung werden seit nun acht Jahren keine Abdichtungen mehr gefordert, wie sie die Abdichtungsnorm für andere Anwendungszwecke noch heute regelt. Fazit Die Begutachtung, auf der das eingangs erwähnte Urteil aufbaut, liegt mehr als neun Jahre zurück. Damals waren die besonderen Eigenschaften von WU-Beton noch nicht allgemein bekannt. Insofern lag damals keine Fehlbegutachtung vor. Seitdem ist der Kenntnistand erheblich fortgeschritten und die Regelwerke haben sich entsprechend geändert. Das Gericht hat es versäumt, sich vor dem Urteilsspruch im Jahre 2011 mit den vielfach veröffentlichten, geänderten anerkannten Regeln der Technik vertraut zu machen. Das Urteil entspricht weder den bauphysikalischen Gegebenheiten, noch dem heutigen allgemeinen Kenntnis- und Regelwerksstand. Literatur und Regelwerke [1] IBR 2011, 649. [2] IBR-Interview 2006, 7: Sind weiße Wannen ohne zusätzliche Abdichtung stets mangelhaft? - Nein! [3] Schießl, P./Beddoe, R.: Wassertransport in WU-Beton - Kein Problem! Untersuchungsergebnisse. Aachener Bausachverständigentage 2004. [4] DIN 18195-1 Bauwerksabdichtungen, Grundsätze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsarten. [5] DAfStb Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie), Ausgabe November 2003 (erhältlich seit Mai 2004), Deutscher Ausschuss für Stahlbeton im Deutschen Institut für Normung e.V., Berlin. Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Architekt, ö.b.u.v. Sachverständiger, Neustadt © id Verlag 48 IBR 2012, 371 Fassadenveralgungen: Mit Wärmedämmverbundsystemen in der Nachhaltigkeitszwickmühle Sachverständigenbericht von Dipl.-Ing. Matthias Zöller, Architekt und ö.b.u.v. Sachverständiger für Schäden an Gebäuden, Neustadt/Weinstraße Werkleistungen sind mangelfrei zu erbringen. Welche Beschaffenheit als mangelfrei gelten kann, ist aber besonders dann umstritten, wenn die Funktionstauglichkeit voll erreicht wurde, die optische Beschaffenheit nach Meinung des Bestellers aber nicht absolut makellos ist. Schon altes römisches Recht besagt, dass die Leistungspflicht dort ihre Grenzen hat, wo Unmögliches gefordert wird: Impossibilium nulla est obligatio, zu deutsch: Nichts ist Pflicht bei Unmöglichkeit [1]. Zu den unvermeidbaren und daher "hinzunehmenden" Unregelmäßigkeiten bei Bauleistungen hat Oswald im gleichnamigen Buch [2] viele Fakten zusammen getragen: Der Genauigkeit und Einheitlichkeit von Werkleistungen sind nämlich baupraktische Grenzen gesetzt, die zum Teil in Regelwerken definiert sind. Ein mangelfreier Zustand nach den anerkannten Regeln der Technik ist nicht absolut makellos. Zu den zulässigen optischen Beeinträchtigungen gehört auch bis zu einem bestimmten Grad die "Verschmutzung" von bewitterten Flächen, lehrt doch die Lebenserfahrung, dass benutzte und bewitterte Gegenstände nach einiger Zeit unvermeidbar "Gebrauchsspuren" zeigen. Streitpunkt kann in solchen Fällen nur sein, wie schnell und mit welcher Intensität diese Änderungen ablaufen dürfen, über welchen Zeitraum also Fassaden ohne Wartungsarbeiten ein optisch befriedigendes Erscheinungsbild abgeben müssen. Bei hoch wärmegedämmten Fassaden - zum Beispiel mit Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) treten häufig ungleichmäßige "Verschmutzungen" auf, die sich bei näherem Hinsehen als Veralgung oder Pilzbewuchs entpuppen. Dieser Bewuchs schädigt technisch gesehen die Fassade nicht, kann aber schon nach wenigen Jahren optisch sehr stark störende Ausmaße annehmen. Vorübergehend kann man dieses Problem durch Biozide in der Fassadenbeschichtung lösen. Wenn man bedenkt, dass dem hohen Wärmeschutz Nachhaltigkeitsmotive zu Grunde liegen, befindet man sich dann in einer Zwickmühle: Gehört eine vorbeugende biozide Ausstattung der Fassade zur einklagbaren Grundbeschaffenheit, obwohl gar nicht sicher ist, dass die Fassade jemals veralgt, und obwohl Biozide umweltschädlich sind? Oder muss angesichts dieser Sachlage der Besteller Veralgungen in Kauf nehmen? Bemängelte Algen auf der Putzoberfläche zwischen den Fenstern 49 Sachverhalt An einem neuen Wohngebäude in ländlicher Umgebung haben sich vier Jahre nach Gebäudeerrichtung Algen und Schimmelpilze auf dem Außenputz des Wärmedämmverbundsystems entwickelt. Die schwarzen und grünen Fleckenbildungen werden seitens der Eigentümergemeinschaft gegenüber dem Bauträger gerügt. Dieser wehrt sich mit der Behauptung, dass am Tage der Abnahme keine Mängel vorlagen und keine Schäden erkennbar waren. Dem halten die Eigentümer entgegen, dass sie nicht bereit sind, vorzeitige Instandhaltungsmaßnahmen zu ergreifen. Sie erwarten, erst nach Ablauf von 15 Jahren die Fassaden reinigen und neu beschichten zu müssen, nicht aber schon nach vier Jahren. Ursache Der sehr gute Wärmeschutz von Wärmedämmverbundsystemen bzw. hoch dämmendem Mauerwerk, die geringe Wärmespeichermasse dünnschichtiger Putze und die geringe Schadstoffbelastung der Außenluft (vor allem der geringe SO2-Gehalt) lassen Algen und Pilze auf Fassaden gedeihen. In kühlen Nächten des Spätsommers bildet sich Tauwasser auf den Putzen, das die Grundlage des Wachstums bildet. Dabei begünstigen unter anderem ländliche Standorte bei höherer Sporenzahl oder durch Bäume verschattete Fassaden bei geringerer Abtrocknung das Wachstum. Auch wenn einige Putzsysteme anfälliger sind als andere, lässt sich die Dauer der Befallsfreiheit nicht sicher prognostizieren. Bei der Beurteilung solcher Fälle wird der Werkerfolg bemüht: Eine Fassade soll bis zur nächsten Instandhaltung von Verfärbungen frei bleiben. Bemerkenswerterweise wird unterschieden, ob Verfärbungen auf Bewuchs oder Verschmutzungen zurückzuführen sind. Während Verschmutzungen eher als ein unvermeidbares Ereignis eingeschätzt werden, wird ein Bewuchs als Folge eines wie auch immer zu definierenden Mangels angesehen. Dabei geht es doch bei beiden Arten von Verfärbungen um Folgen aus Umwelteinflüssen. Vorbeugende Maßnahmen und Instandhaltung Die zur Vermeidung eines Befalls eingesetzten Biozide müssen wasserlöslich sein, um von Organismen aufgenommen werden zu können. Nach einem vom Grad der Befeuchtung und der eingebrachten Menge abhängigen Zeitraum sind die Gifte ausgewaschen [3]. Sie sind daher im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen wiederholt neu aufzubringen, wobei selbst die Hersteller keine verbindlichen Angaben zur Dauer der Wirksamkeit machen. Aspekte der Nachhaltigkeit Der Brundlandt-Bericht definiert Nachhaltigkeit so: Eine dauerhafte Entwicklung befriedigt die Bedürfnisse der Gegenwart, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können [4]. Wärmedämmverbundsysteme sind kostengünstig und tragen zur Einsparung von Heizwärmeenergie, der Schonung von Ressourcen sowie der Reduzierung des CO -Ausstoßes bei. Sie erfüllen in dieser 2 Hinsicht Aspekte der Nachhaltigkeit. Die DGNB gibt in ihrem Zertifizierungssystem vor: Stoffe und Produkte sind zu reduzieren bzw. zu vermeiden, die aufgrund ihrer stofflichen Eigenschaften oder Rezepturanteile während ihrer Nutzung ... ein Risiko für das Grundwasser, Oberflächenwasser, Boden und Luft darstellen [5]. Wenn Putze von Wärmedämmverbundsystemen wiederholt vorbeugend mit Giften behandelt werden müssen, reduziert sich deren Beitrag zur Nachhaltigkeit. Beurteilung Ungleichmäßige Veralgungen in Folge einer fehlerhaften Wasserführung auf der Fassade durch mangelhafte Tropfkanten oder Abdeckungen sind vermeidbar. In solchen Fällen sind Veralgungen zu bemängeln. Bereits seit Jahrzehnten werden Wärmedämmverbundsysteme ohne biozide Ausrüstung erfolgreich angewendet. Auch bei heutigen Systemen werden keineswegs alle Fassaden von Algen oder Pilzen bewachsen. Das vorbeugende Ausbringen von Giften ist insofern nicht sinnvoll. Falls ein Bewuchs 50 eintritt, sollen die im Rahmen von Instandhaltungen ausgebrachten Mengen von Bioziden auf das notwendige Minimum reduziert werden. Fazit Wärmedämmverbundsysteme sind seit vielen Jahren bewährte Wärmeschutzmaßnahmen. Durch die Überlagerung der Folgen eines hohen Wärmeschutzniveaus und den für das Wachstum von Algen und Pilzen immer günstiger werdenden Umweltbedingungen kann nicht sicher ein Befall verhindert werden. Die vorbeugende Applikation von Giften ist aufgrund der Tatsache, dass sich ein Bewuchs bei weitem nicht auf allen Putzen auf hochdämmenden Wänden bildet, unter Nachhaltigkeitsaspekten nicht zu empfehlen. Entscheidet man sich für Wärmedämmverbundsysteme, wird man im Rahmen von Instandhaltungsmaßnahmen mit der wiederholten Beseitigung von evtl. mikrobiellem Befall rechnen müssen - so, wie man bei staubhaltiger Luft mit der Beseitigung von Verschmutzungen rechnet, ohne auch nur daran zu denken, dafür den ausführenden Unternehmer zur Verantwortung zu ziehen. So wenig, wie es möglich ist, Verschmutzungen auf WDVS-Putzen vorzubeugen, so wenig sollte aus Nachhaltigkeitserwägungen einem evtl. Bewuchs von Algen oder Pilzen durch Ausbringen von Bioziden vorgebeugt werden. Literatur [1] Digesten 50, 17, 185; s. auch § 275 Abs. 1 BGB. [2] Oswald, R., Abel, R.: Hinzunehmende Unregelmäßigkeiten bei Gebäuden, Vieweg Verlag Wiesbaden, 3. Auflage 2005. [3] Untersuchungen von Dr. Michael Burkhardt, Hochschule für Technik, Rapperswil CH. [4] Our Common Future - Brundlandt-Bericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung, 1987. [5] Steckbrief 06 Risiken für die lokale Umwelt. DGNB Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen. © id Verlag 51 Notizen 52 Sachverständigen-Tagung Kalksandstein 07. Oktober 2014 Kalksandsteinindustrie Nord e.V. Lüneburger Schanze 35 21614 Buxtehude www.ks-nord.de Wärmedämmverbundsysteme Abdichtung auf Bodenplatten Telefon: 04161-743360 Fax: 04161-743366 [email protected] www.ks-nord.de Dipl.-Ing. Architekt Matthias Zöller KEINE SORGEN KEINE SORGEN
© Copyright 2024 ExpyDoc
