Know-how wu-Keller
Die wichtigsten Grundlagen für eine fachgerechte Ausführung eines WU-Kellers
auf Basis der WU-Richtlinie - einfach und verständlich erklärt.
WU-Keller - Weiße Wannen
Als Weiße Wanne bezeichnet man eine wasserundurchlässige Konstruktion aus Beton, die ohne zusätzliche äußere Hautabdichtung erstellt wird. Der Beton übernimmt hier zeitgleich die tragende und abdichtende Funktion.
Die größten Vorteile einer Weißen Wanne im Vergleich zu einer Schwarzen Wanne bestehen darin, dass sie gegenüber mechanischen Angriff von außen unempfindlich ist und evtl. Undichtigkeiten einfach lokalisierbar und instandsetzbar sind.
Regelwerke für WU-Konstruktionen
Die rechtliche Grundlage für die Herstellung von Weißen Wannen bilden die DAfStb-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton" (WU-Richtline) und die dazugehörigen Erläuterungen.
Die Planung der WU-Konstruktion hat so zu erfolgen, dass durch statische Nachweise und Festlegung von konstruktiven, betontechnischen u. ausführungstechnischen Maßnahmen ein Wasserdurchtritt in flüssiger Form verhindert wird.
Beanspruchungsklassen und Bemessungswasserstand
Je nach Art der Beanspruchung des Bauwerks mit Wasser oder Feuchte erfolgt in der WU-Richtlinie eine Einteilung in zwei verschiedene Beanspruchungsklassen:
Beanspruchungsklasse 1 und Beanspruchungsklasse 2.
Da die Konstruktion zu jedem Zeitpunkt dicht sein soll, spielen die Zeitdauer der Beanspruchung mit Wasser und die Höhe der Wassersäule für die Klasseneinteilung keine Rolle.
Bei einer Beanspruchung der Bauteile mit Grundwasser, Schichtenwasser oder zeitweise aufstauendem Sickerwasser - wie es zum Beispiel bei bindigen Böden der Fall ist - liegt Beanspruchungsklasse 1 vor.
Eine Einteilung in Beanspruchungsklasse 2 kann bei Bodenfeuchte oder an der Wand frei ablaufendes Wasser erfolgen, wenn dieses Wasser aufgrund von durchlässigen Böden auch in tieferen Bereichen versickern kann.
Alternativ kann der Lastfall "aufstauendes Sickerwasser" auch durch eine dauerhaft funktionsfähige Drainage ausgeschlossen werden.
Für eine fachgerechte Planung und Sicherstellung einer dauerhaften Wasserundurchlässigkeit des Kellers ist die Festlegung des Bemessungswasserstandes essenziell.
Der Bemessungswasserstand ist der höchste innerhalb der planmäßigen Nutzungsdauer des Bauwerks zu erwartende Wasserstand.
Hierbei kann es sich um Grundwasser, Schichtenwasser oder Hochwasser handeln.
Bei der Ermittlung der Höhe des Bemessungswasserstandes sind langjährige Beobachtungen und zukünftig zu erwartende Gegebenheiten zu berücksichtigen.
Der Bemessungswasserstand wird vom beauftragten Bodengutachter ermittelt.
Wird kein objektspezifisches Bodengutachten erstellt, obliegt das Baugrundrisiko dem Bauherrn.
Nutzungsklasse A und Nutzungsklasse B
Nach Festlegung der Beanspruchungsklasse kann, in Abhängigkeit der geplanten Nutzung des Bauwerks bzw. Bauwerkteils und der hieraus erforderlichen Qualität der Wasserundurchlässigkeit, die Einteilung in die Nutzungsklasse erfolgen.
Wohnhauskeller sind in die Nutzungsklasse A einzuordnen.
Bei Nutzungsklasse A ist der Keller so zu planen, dass ein Feuchtetransport in flüssiger Form durch Beton, Fugen, Einbauteile und im Bereich von Rissen ausgeschlossen werden kann.
Bei geringeren Anforderungen an das Raumklima, wie es z.B. bei Tiefgaragen oder Ingenieurbauwerken der Fall ist, kann eine Einstufung in Nutzungsklasse B erfolgen. Feuchte Stellen und auch temporär wasserführende Risse sind in diesem Fall in begrenztem Maße zulässig.
Aus der Beanspruchungsklasse und der Nutzungsklasse ergeben sich die erforderlichen Nachweise und die einzuhaltenden Planungsgrundsätze gemäß WU-Richtlinie.
Bei Nutzungsklasse A sind zusätzliche bauphysikalische und raumklimatische Maßnahmen erforderlich.
Entwurfsgrundsätze nach WU-Richtlinie
Trennrisse in Bodenplatten oder Außenwänden sind in vielen Fällen die Ursache für einen Feuchtetransport durch die Betonkonstruktion.
Vor Veröffentlichung der WU-Richtlinie im Jahr 2003 war es gängige Praxis diese "Schwachstellen" - ohne Berücksichtigung der Nutzungsanforderungen - einfach durch eine
Rissbreitenbeschränkung (i.d.R. auf 0,2 mm) zu kontrollieren.
Aufgrund der vielen Einflussfaktoren auf die Rissbildung eines Betonbauteils handelt es sich beim Rissbreitennachweis um einen relativ ungenauen, rechnerischen Nachweis.
Einzelne Risse können immer wesentlich breiter als die nachgewiesene Trennrissbreite sein. Hinzu kommt, dass Trennrisse selbst bei einer Breite von 0,1 mm noch feuchtigkeitsdurchlässig sind.
Bei einer wohnraumartigen Nutzung (Wohnhauskeller) und Beanspruchung durch drückendes Wasser kann eine alleinige rechnerische Beschränkung der Rissbreite ohne zusätzliche Maßnahmen also nicht zu dem gewünschten Ergebnis einer wasserundurchlässigen Konstruktion führen.
Durch die Vorgabe von zulässigen Entwurfsgrundsätzen, die in Abhängigkeit der Nutzungsanforderungen angewendet werden dürfen, trägt die WU-Richtlinie diesem Umstand Rechnung.
Bei Beanspruchungsklasse 1 und Nutzungsklasse B sind Trennrisse zulässig, bei Beanspruchungsklasse 1 und Nutzungsklasse A sind Trennrisse auszuschließen oder planmäßig zu verschließen.
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Entwurfsgrundsätze gemäß WU-Richtlinie
a) Vermeidung von Trennrissen
Reduzierung von Eigen- und Zwangsspannungen durch Festlegung von konstruktiven, betontechnischen und ausführungstechnischen Maßnahmen. -> Ziel Vermeidung von Trennrissen
b) Festlegung von Trennrissbreiten
sodass der Wasserdurchtritt durch die Risse bei Beanspruchungsklasse 1 durch Selbstheilung begrenzt wird. = herkömmliche Rissbreitenbeschränkung z.B. auf 0,2 mm ohne zusätzliche Maßnahmen. -> nur bei Nutzungsklasse B zulässig!
c) Festlegung von Trennrissbreiten in Kombination mit "planmäßigen!" Dichtmaßnahmen
Die Entstehung von Trennrissen und deren Abdichtung ist planmäßiger Bestandteil der Konstruktion. Die Abdichtung der Risse muss von der Planung bereits im Entwurf festgelegt werden! -> Bauteile müssen für die planmäßige, nachträgliche Rissbehandlung zugänglich sein!
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Konstruktion bei Nutzungsklasse A und Beanspruchungsklasse 1
Bei üblichen Wohnhauskellern und einer Beanspruchung durch drückendes Wasser ist eine Planung nach Entwurfsgrundsatz a) die sicherste und im Regelfall auch kostengünstigste Variante zur Herstellung eines wasserundurchlässigen Kellers.
Ziel dieser Bauweise ist es, dass durch Festlegung von konstruktiven, betontechnischen u. ausführungstechnischen Maßnahmen die Zwangsspannungen derart reduziert werden, dass erst gar keine Trennrisse und somit mögliche Stellen für einen Feuchtetransport entstehen. Die Trennrissfreiheit ist vom zuständigen Statiker rechnerisch nachzuweisen.
Zu den betontechnischen Maßnahmen zählen z.B. der Einsatz eines WU-Betons mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung und geringem Schwindmaß und die Betonage mit niedrigen Frischbetontemperaturen.
Die Bodenplatte eines WU-Kellers sollte eine gleichmäßige Dicke aufweisen und z.B. auf einer doppellagigen PE-Folie gleitend gelagert werden.
Höhenversprünge, Vouten oder Verbindungen mit Streifenfundamenten sind zu vermeiden, da hierdurch große Zwangsspannungen entstehen und das Ziel der Trennrissfreiheit in der Regel nicht mehr gewährleistet und rechnerisch nachgewiesen werden kann.
Zur Erfüllung der Anforderungen der Nutzungsklasse A bei Beanspruchungsklasse 1 müssen Kelleraußenwände bei Ausführung nach Entwurfsgrundsatz a) zur Sicherstellung der Trennrissfreiheit grundsätzlich in Abschnitte unterteilt werden.
Im Standardfall werden hierzu sog. Sollbruchstellen mit Abdichtungselement eingesetzt, die zu einer planmäßigen Rissbildung an der Einbaustelle führen und hierdurch eine
Trennrissfreiheit in den Bereichen zwischen den Sollbruch-stellen gewährleisten.
Die Lage der Sollbruchstellen ist immer objektspezifisch unter Berücksichtigung eventuell erforderlicher Lastverteilungen aus den oberen Geschossen vom zuständigen Statiker festzulegen.
Bauphysikalische Maßnahmen
Bei Einhaltung sämtlicher Vorgaben der WU-Richtlinie entsteht die maßgebende luftseitige Wasserdampfabgabe bei Nutzungsklasse A aus dem vorhandenen freien Wasser im Beton (Baufeuchte).
Der luftseitige Bereich eines WU-Betonbauteils trocknet mit der Zeit aus. Die bei drückendem Wasser nachtransportierten und an die Innenraumluft abgegebenen Feuchtemengen sind im Vergleich zur nutzungsbedingt anfallenden Feuchte vernach-lässigbar gering.
Zur Vermeidung von Tauwasser auf Innenflächen sind somit wie bei Konstruktionen aus Mauerwerk zusätzlich raumklimatische und bauphysikalische Maßnahmen zu treffen.
