Titeltext · • Bemessung und Bewehrungskonstruktion; Bausachverständigentag Stuttgart 2020 -...

03.02.2020

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Bausachverständigentag Stuttgart 2020 - WU-Schnittstellenplanung | Prof. Claus Flohrer | [email protected] | /Febr. 2020 1

Schnittstellenplanung bei WU-Konstruktionen

nach DAfStb-WU-Richtlinie

Prof. Claus Flohrer

• Ingenieurbüro Flohrer, öbuv SV für Betontechnologie, Instandsetzung, ZfP

• Obmann DAfStb-WU-Richtlinie und DBV-Merkblatt „Parkhäuser u. Tiefgaragen

Stuttgarter Sachverständigentag, 13.02.2020


Inhalt

Einleitung

Planungsgrundlagen - Schnittstellenplanung

Gründungsbauwerke

Zusammenfassung

Beispiele

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mailto:[email protected]


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WU-Konstruktionen hochwertige Nutzung

- Trockene Bauteiloberflächen erforderlich

- keine oder aufwändige Zugänglichkeit während der Nutzung

- Chlorideinwirkung von oben


Gründungsbauwerke bei Wasserbeanspruchung

Geregelte Bauarten

• Schwarze Wanne nach DIN 18533Schwarze Wanne

Weiße Wanne

• Weiße Wanne nach DAfStb-WU-Richtlinie

Unterschiedliche Lösungen in Abhängigkeit der Wasserbeanspruchung

und Nutzung möglich

Je komplizierter die Geometrie, desto aufwändiger ist eine Abdichtung

Nicht geregelte Bauarten:

•braune Wanne (ergänzende Bentonit-Schicht)

•orangene Wanne (Cemex-Wohnhauskeller)

•Weiße Wanne mit Frischbetonverbundsysteme

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Frischbetonverbundsysteme

• Neuer DBV-Sachstandsbericht 12/2018

• Keine Bauwerksabdichtung nach DIN 18533

• Nur in Verbindung mit vollwertigen WU-

Konstruktionen

• Entspricht als eigenständige Lösung nicht den

AaRdT

• In Verbindung mit vollwertigen WU-

Konstruktionen nur Risikominimierung, kein

dichtes Bauwerk

• Ausführungsrisiken nicht beherrschbar

Fazit: derzeit keine sichere Lösung für

hochwertige Nutzung


WU-Richtlinie

Planung im Sinne der Richtlinie ist nicht als Tätigkeit eines Einzelnen zu

verstehen, sondern als das koordinierte Zusammenwirken der

Verantwortlichen für die verschiedenen Bereiche.

Beteiligt sind:

– Bauherr

– Generalplaner (Architekt, Koordinator)

– Objektplaner/Architekt/Bauphysiker

– Geotechniker

– Tragwerksplaner

– TA-Planer

– Bauausführung (Arbeitsvorbereitung)

– Je nach Komplexität weitere Fachplanung

Die technischen Verantwortlichkeiten der Baubeteiligten für die einzelnen Teilbereiche

der Planung, der Koordinierungsbedarf bzw. Informationsaustausch sind festzulegen!

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WU-Konstruktionen

Gesamtheitliche Planung/Strategie zur Fehlervermeidung

Bauherr, ArchitektFunktion/Nutzung

Anforderungen, Entwurf

Tragwerksplanung

Objektplanung

Bauleitung

Betreiber/Nutzer

TH

Nutzung Tiefgarage

Auf-

zug

IT-Raum

Heizung/Lüftung

Archiv

Keller

TGA-Planung

Betontechnologe

BauleitungPlanungskoordination

Weiße Wanne/TG

Projektsteuerer

Aufklärung/Einbeziehung des Bauherrn/Nutzers erforderlich!


Aufgaben der Planung

Festlegung der Verantwortlichkeiten

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Festlegung der Verantwortlichkeiten - Fortsetzung


Geplante Nutzung

(Bedarfsanalyse)

Einwirkungen

aus Nutzung, Konstruktion,

Umgebung

Das Bauwerks so planen, bemessen und konstruieren,

dass die geplante Nutzung sicher erreicht wird

(Festlegen des Widerstands)

- Konstruktion TWP

- Objektausbau OPL

- Technischer Ausbau TA

- Bauphysik

…

Geplante Nutzung/

Anforderungen

(Bedarfsanalyse)

Planung, Bemessung, Konstruktion

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Aufgaben der Planung - Schnittstellenplanung

entsprechend festgelegter Verantwortlichkeiten

• Bedarfsplanung (dokumentierte Nutzungsanforderungen);

• Festlegung einer oder mehrerer Nutzungsklassen und des

Nutzungsbeginns;

• Festlegung der Beanspruchungsklasse und erforderlichenfalls

Berücksichtigung angreifender Wässer und Böden;

• Bauteilbezogene Wahl des Entwurfsgrundsatzes: „Risse vermeiden“,

„Rissbreiten begrenzen“, „Einzelrisse zulassen und abdichten“;

• Festlegen der aus den Entwurfsgrundsätzen folgenden konstruktiven,

betontechnischen und ausführungstechnischen Maßnahmen (z. B.

Festlegung von Betoneigenschaften, die der Bemessung zugrunde liegen);

• Wahl von Bauteilabmessungen, Bewegungsfugen, Sollrissfugen;

• Bemessung und Bewehrungskonstruktion;


Aufgaben der Planung - Schnittstellenplanung

• Planung von Einbauteilen und Durchdringungen;

• Planung von Bauablauf, Betonierabschnitten, Arbeitsfugen,

einschließlich der erforderlichen Qualitätssicherungsmaßnahmen;

• Planung des geschlossenen Fugenabdichtungssystems;

• Planung und Ausschreibung der Abdichtung für alle planmäßigen und

unplanmäßigen Trennrisse;

• Dokumentation aller relevanten Festlegungen und Entscheidungen in der

Planung und Weitergabe an alle Beteiligten;

• Beschreibung der für die Nutzung möglicherweise folgenden

Einschränkungen (z. B. wasserführende Risse, Annahmen für den Zeitraum

und die Bedingungen für die Selbstheilung).

• Ausbau- u. TGA-Planung unter Berücksichtigung der TWP

• Weitergehende Planung bei Tiefgaragen

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Bedarfsermittlung

• Bedürfnisse und Erwartungen des Bauherrn in Bezug auf das zu

errichtende Bauwerk (Untergeschosse), die Wirtschaftlichkeit und die

Projektorganisation ermitteln

• Das Ergebnis der Bedarfsermittlung ist als Nutzungsbedarfsprogramm zu

dokumentieren und vom Bauherrn freizugeben

• Grundlage für die Definition und Erbringung von Planungsleistungen


Bedarfsermittlung

(beispielhafter Teilbedarf)

• Art der Nutzung (z.B. hochwertige Nutzung nach DBV-Merkblatt)

• Beginn der Nutzung

• Zulässige Feuchtigkeit

• Termine, Beginn der Feuchteeinwirkung

• Bauphysikalische Anforderungen

Zusätzlich bei Tiefgaragen

• Gebrauchstauglichkeit

• Dauerhaftigkeitsanforderungen

• Ausführungsvariante

• Nutzungsfreundlichkeit

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Bedarfsermittlung

DBV-Merkblatt „Qualität der Planung“ 2015


Art der Nutzung

Festlegung der Nutzungsklasse nach DAfStb - WU-Richtlinie

2 Nutzungsklassen

Nutzungsklassen A: Feuchtetransport in flüssiger Form nicht zulässig

- durch Planungsmaßnahmen auszuschließen

Nutzungsklasse B: begrenzter Wasserdurchtritt zulässig (Feuchtigkeit,

tropfenweises Wasser)

• bei abweichenden Forderungen: im Bauvertrag festlegen

• Falls trockene Bauteiloberflächen erforderlich, zusätzliche

bauphysikalische u. raumklimatische Maßnahmen erforderlich

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Festlegung Nutzungsklasse

Nutzungsanforderungen

Einfache Nutzung - Beispiele für Nutzungsklasse B

• Untergeordnete Keller

• Klärbecken, Regenüberlaufbecken

• Wände in Tiefgaragen

• Einfache Technikräume


Hochwertige Nutzung

Beispiele für Nutzungsklasse A (und weiterer Differenzierung)

• Bibliotheken, Archive,

• Technikräume mit feuchteempfindlichen Geräten (Labor, Server usw.)

• Technikzentralen

• Versammlungs-, Büro-, Wohn-, Aufenthalts- oder Umkleideräume,

• Verkaufsstätten

• Lager für Feuchte- oder temperaturempfindliche Güter

• Ausgebaute Kellerräume, wie Hobbyräume, Werkstätten, Waschküche

• Tiefgaragen

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Nutzungsklasse für hochwertige Nutzung

• DBV Merkblatt „Hochwertige

Nutzung von

Untergeschossen“

• Festlegung weiterer

Nutzungsklassen


DBV-Merkblatt “Hochwertige Nutzung”

Nutzungsklasse A

Unter-

klasse

Raum-

nutzung

Raumklima Beispiele (informativ) Maßnahmen

A*** an-

spruchs-

voll

warm, sehr

geringe Luft-

feuchte, geringe

Toleranz der

Klimadaten

Archive, Bibliotheken, Technikräume mit

feuchteempfindlichen Geräten (Labor, Server

usw.), Lager für stark Feuchte- oder

temperaturempfindliche Güter

Wärmedämmung

(EnEV), Heizung,

Zwangslüftung,

Klimaanlage

(Luftentfeuchtung)

A** normal Warm, geringe

Luftfeuchte,

mäßige Toleranz

der Klimadaten

Räume für dauerhaften Aufenthalt von

Menschen, wie Versammlungs-, Büro-, Wohn-,

Aufenthalts- oder Umkleide-räume,

Verkaufsstätten, Lager für feuchte-empfindliche

Güter, Technikzentralen

Wärmedämmung

(EnEV), Heizung,

Zwangslüftung, ggf.

Klimaanlage

A* einfach Warm bis kühl,

normale

Luftfeuchte, große

Toleranz der

Klimadaten

Räume für zeitweiligen Aufenthalt von wenige

Menschen, ausgebaute

Kellerräume, wie Hobbyräume, Werkstätten,

Waschküche im

Einfamilienhaus, Wäschetrockenraum

Abstellräume

Wärmedämmung

(EnEV), ggf. ohne

Heizung, natürliche

Lüftung (Fenster,

Lufttschächte, ggf.

nutzerunabhängig

A0 unterge-

ordnet

Keine

Anforderungen

Einfache Technikräume, z.B.

Hausanschlussraum

-

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Aufgaben der Planung – Festlegung der Wasserbeanspruchung

Abgrenzung Abdichtungsnormen – WU-Richtlinie

WU-Richtlinie

Beanspruchungsklasse 1

• ständig und zeitweise

drückendes Wasser

• Druckhöhe nur bei

EGS b maßgebend

Beanspruchungsklasse 2:

• Bodenfeuchte und an der

Wand ablaufendes Wasser

Abdichtungsnormung 18195/18533

z.B. Differenzierung der

Feuchtebeanspruchung und

Eintauchtiefen bei drückendem

Wasser


Schnittstellenplanung – Identifizierung von Risiken

• Differenzierung von Rohbau- Ausbau – u. Nutzungsphase

• Identifizieren von Risiken in Abhängigkeit der Nutzung

− Zugänglichkeit

− Auswirkungen von Rissen auf die Nutzung

− Zeitpunkt der Wasserbeanspruchung

− Wasserführende Risse in der Ausbauphase

− Wasserführende Risse in der Nutzungsphase

− Andere Feuchtezutritte

− Wasserdampftransport/Eigenfeuchte des Betons

− Bauphysikalische Aspekte – z.B. Kondensatbildung, Nutzungsbedingte

Feuchte

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Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit

Hochwertige Nutzung

trockene Bauteiloberflächen?

Hochwertige Nutzung


Hochwertige Nutzung



Wassertransportmechanismen Weiße Wanne

Arbeitsmodell

Kernbereich ohne

Transportvorgänge

Luftseite

Wasserseite

Sättigungsbereich Kapillare

Wasseraufnahme

Wasserabgabe

durch DiffusionAustrocknungsbereich

Transport

durch Risse

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Geplante Nutzung

(Bedarfsanalyse)

Einwirkungen

aus Nutzung, Konstruktion,

Umgebung

Das Bauwerks so planen, bemessen und konstruieren,

dass die geplante Nutzung sicher erreicht wird

(Festlegen des Widerstands)

- Konstruktion TWP

- Objektausbau OPL

- Technischer Ausbau TA

- Bauphysik

…

Geplante Nutzung/

Anforderungen

(Bedarfsanalyse)

Planung, Bemessung, Konstruktion


Schnittstellenplanung –

Konstruktive Lösungen und damit verbundene Risiken

• Klassische WU – Planung

• Entwurfsgrundsätze a,b,c,

• Konstruktive, betontechnische, und Ausführungstechnische

Maßnahmen

Mögliche Folgen der Tragwerksplanung: Trennrisse

Prüfen:

• Auswirkungen der Tragwerksplanung auf die Ausbaugewerke

• Auswirkungen der Tragwerksplanung auf die Nutzung

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Sicherstellung der Dauerhaftigkeit nach DIN 1045/EC2

DBV-Merkblatt und WU-Richtlinie- Entwurfsgrundsätze

• Entwurfsgrundsatz a) Risse vermeiden

durch konstruktive, betontechnische und

ausführungstechnische Maßnahmen

rissauslösende Zwangspannungen vermeiden

Konstruieren und planen statt nur bemessen!

• Entwurfsgrundsatz b) Begrenzung der Rissbreite

viele kleine Risse mit Hoffnung auf Selbstheilung

Reine Bemessungsaufgabe!

• Entwurfsgrundsatz c) Einzelne größere Risse

mit gezielter Abdichtung

durch konstruktive, betontechnische und ausführungstechnische

Maßnahmen rissauslösende Zwangspannungen reduzieren

Konstruieren und planen statt nur bemessen!

Ziel: Anzahl der Risse deutlich reduzieren!


Lastunabhängige Verformungen

aus Temperatur, Schwinden

Wasserführende Risse

Lastabhängige Verformungen

aus äußeren Lasten

Eigenspannungen

Schalenrisse

Spannungen

Biegerisse,

Schubrisse

Biegezwangspannungen

ungleichm. Temp.einwirkung

Biegerisse

-10

+10

Spannungen nur bei

behinderter Verformung

Zentrische Zwangspannungen

abfließende Hydratationstemp.

SchwindenTrennrisse

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Schnittstellenplanung –

Abdecken der Restrisiken durch Planungsbeteiligte

- TGA-Planung ermöglicht Zugänglichkeit in der Ausbau- und

Nutzungsphase

- Objektplanung ermöglicht Zugänglichkeit in der Ausbau- und

Nutzungsphase

- Zugänglichkeit nicht erforderlich, wenn Nutzung durch trockene

Oberflächen vollständig sichergestellt

- Bauphysikalische Maßnahmen


Baukonstruktive Maßnahmen - Objektplanung

Bodenaufbauten Weiße Wanne

Alle WU-Bodenplatten, evtl. Risse

unter Doppelboden sichtbar

WU-Bodenplatten nach

Entwurfsgrundsatz b

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Baukonstruktive Maßnahmen TA-Planer

TA-Anordnung Weiße Wanne

an Außenwänden mit Abstand bei

nicht auszuschließender

Rissbildung

an Außenwänden direkt bei

abgeschlossener oder

auszuschließender Rissbildung


Baukonstruktive Maßnahmen

TGA-Anordnung Weiße Wanne

an Innenwänden

direkt

an Außenwänden

mit Abstand

an Versprüngen der

Bodenplatte mit Abstand

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Beispiel Einkaufszentrum

Hochwertige Nutzung – Trocken

Bodenaufbau, TGA – nicht zugängl.

Großvolumiges komplexes Geb.

Früh- und Spätzwang in der Bauphase

> Risse

Druckwasser erst während Ausbau

> Wassereintritt nicht erkennbar

Risikoanalyse!

Nutzungsausfall bei Wasserzutritt

EGS a nicht möglich

Zugängliche Oberflächen nicht möglich

(Bodenaufbau, TGA)

Innenliegende Dämmung erforderlich

Risse verpressen nicht mögl.

Nutzer

TWP

OPL

…

Bauphysik

TGA

Rohbau

…

Klassische WU-Konstruktion nicht beherrschbar

Sonderkonstruktion

FBVS?


Einkaufszentrum - Hochwertige Nutzung

Konstruktive Maßnahmen - Entkopplung der Nutzungsebene

Bodenplatte EGS c

Rissbreite wcal=0,3 mm für Frühzwang

Hochwertige

Nutzung

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Gesamtheitliche Planung/Strategie zur Fehlervermeidung

Bauherr, ArchitektFunktion/Nutzung

Anforderungen, Entwurf

Tragwerksplanung

Objektplanung

Bauleitung

Betreiber/Nutzer

TH

Nutzung Tiefgarage

Auf-

zug

IT-Raum

Heizung/Lüftung

Archiv

Keller

TGA-Planung

Betontechnologe

BauleitungPlanungskoordination

Weiße Wanne/TG

Projektsteuerer

Aufklärung/Einbeziehung des Bauherrn/Nutzers erforderlich!


Bedarf-/Nutzungsanalyse

Einwirkungen analysieren, die Nutzungsziele einschränken können

Lasten, Wasser, Verformungen………..

Vorgaben für

Tragwerksplanung, Objektplanung,TGA-

Planung, Bauphysik

formulieren

Planungsergebnisse bezüglich der Vorgaben und Nutzungsziele bewerten

Anforderungen/Ziele

Nutzungsklasse festlegen

Folgen der Einwirkungen und daraus

entstehende Risiken analysieren

Vorgaben für die Umsetzung der Planung formulieren

W-Konstruktion –

geplanter u. gesteuerter Prozess

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Empfehlungen WU-Konstruktionen

Weiße Wannen – mit systematischer Planung und

Planungskoordination, Schnittstellensteuerung und

qualitätsgesicherter Ausführung beherrschbar!

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