Weiße Wanne

Wasserundurchlässige Bauwerke (Weiße Wannen) aus Beton ohne zusätzliche Abdichtung in verschiedenen Bauweisen.

Arbeitsfugen bei Weißen Wannen

Arbeitsmodell für Feuchtebedingungen im Betonquerschnitt bei einseitiger Wasserbeaufschlagung für ungerissene Betone C30/37 und w/z ≤ 0,55 in Anlehnung an Beddoe/Springenschmid

Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton werden auch als Weiße Wannen bezeichnet. Es handelt sich dabei um im Grundwasserbereich liegende Baukörper aus wasserdurchlässigem Beton ohne zusätzliche Dichtungsschicht. Die Bezeichnung hebt auf den Unterschied des hellen Betons zur schwarzfarbenen, bituminösen Abdichtungshaut ab.
Bei dem System "Weiße Wanne" ist der Beton in Wand und Sohle zugleich tragendes Element und Abdichtung. Bodenplatte und Außenwände werden als geschlossene Wanne - üblicherweise geschosshoch, entweder aus Ortbeton mit Systemschalung oder aus vorgefertigten Elementwänden (Dreifachwänden) - hergestellt. Zusätzliche Schutzschichten oder Abdichtungsmaßnahmen sind i. d. R. überflüssig. Besondere Aufmerksamkeit erfordert jedoch die Ausbildung der Arbeitsfugen und Bewegungsfugen als wasserundurchlässige Fuge.
Im Sinne der DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ ist die Wasserundurchlässigkeit eines Bauteils (z. B. bei Weißen Wannen) erreicht, wenn die Anforderungen an die Begrenzung/Verhinderung des Wasserdurchtritts durch den Beton, durch Fugen, Arbeitsfugen und Sollrissquerschnitte, durch Einbauteile (Durchdringungen) und Risse erfüllt werden. Hier wird eine ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks angestrebt und im Weiteren auf die Planungsverantwortung für die einzelnen Bereiche hingewiesen. Die Verwendung von Wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) ist dabei nur eine der Voraussetzungen.
Die Bauart stellt hohe Anforderungen an die fachgerechte Ausführung, bietet aber beachtliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber den komplizierten und aufwendigen Hautabdichtungen.
Die in der Planung zu berücksichtigenden einzelnen Elemente und Maßnahmen sind:

• Baustoff:
  Wasserundurchlässiger Beton (WU-Beton) nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2
• Zwangsspannungen im Bauwerk:
  Aussagen zur Rissbreite und Bewehrungsführung; Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite bzw. Rissvermeidung; Ziel: Optimierung der Konstruktion zur Vermeidung von Zwang
• Fugenplanung:
  Auswahl und Anordnung von Fugenabdichtungen
• Bauausführung:
  Betonierbarkeit, Verdichten, Nachbehandlung
• Bauphysik:
  Wärmedämmung, Nutzungsanforderungen, Baufeuchte
  

Feuchtetransport und Diffusion innerhalb eines ungestörten Bauteilquerschnitts aus wasserundurchlässigem Beton können nach DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ wie folgt dargestellt werden:

• Die kapillare Wasseraufnahme auf der dem Wasser zugewandten Seite erfolgt unabhängig vom hydrostatischen Wasserdruck maximal bis in eine Tiefe von etwa 7 cm.
• Auf der luftzugewandten Seite trocknet das Bauteil langsam aus. Hier bildet sich ein Austrocknungsbereich aus, in dem lediglich das Überschusswasser des Betons an die Innenluft abgegeben wird (Entweichen der Baufeuchte). Die Austrocknungstiefe dieses Diffusionsbereichs liegt maximal bei etwa 8 cm.
• Solange sich Kapillarbereich und Diffusionsbereich nicht überschneiden (Bauteildicken > 20 cm), ist im Kernbereich kein Feuchtetransport – auch nicht in gasförmiger Form – nachweisbar.

Das bedeutet, dass sich die raumseitige Feuchteabgabe bei ausreichender Bauteildicke praktisch unabhängig von den Randbedingungen und der Feuchtesituation auf der Außenseite verhält. Bei entsprechender Konstruktion ist eine hochwertige Nutzung der Räume in einer Weißen Wanne möglich.

Untersuchungsergebnisse zeigen, dass aus dem Frischbeton im Kontakt mit Erdreich und Grundwasser nur unbedenklich geringe Mengen umweltrelevanter Stoffe eluiert werden.

Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton gemäß WU-Richtlinie
Entsprechend der großen Bedeutung der Planungs- und Ausführungsqualität für den Erfolg einer Weißen Wanne, hat der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton e. V. (DAfStb) eine Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ – die sogenannte WU-Richtlinie – herausgegeben.
Demgemäß kann Wasser in Form von Bodenfeuchte, an der Wand ablaufendes Wasser, ständig und zeitweise drückendes Wasser auf die Außenflächen von Bauwerken einwirken. Die Wahl der Abdichtung ist abhängig von der Angriffsart des Wassers, von der Art des Baugrunds, der Art der Beanspruchung und der geplanten Nutzung.

Grundlage für die Planung muss zunächst die Feststellung der Nutzung und Beanspruchungsart sein.

Vom Planer ist in Abstimmung mit dem Bauherrn bzw. in Abhängigkeit von der Funktion und der angestrebten Nutzung eine Nutzungsklasse A oder B festzulegen.

• Nutzungsklasse A: Feuchtstellen auf der Bauteiloberfläche innen (luftseitig) als Folge eines Wasserdurchtritts sind auszuschließen.
• Nutzungsklasse B: Feuchtstellen im Bereich von Trennrissen, Sollrissquerschnitten und Fugen sind zulässig

Für die Wassereinwirkung werden zwei Beanspruchungsklassen unterschieden:

• Beanspruchungsklasse 1: ständig oder zeitweise drückendes Wasser / WU-Dächer
• Beanspruchungsklasse 2: Bodenfeuchte, an der Wand ablaufendes Wasser

Der Bemessungswasserstand (BWS) ist der höchste innerhalb der planmäßigen Nutzungsdauer zu erwartende Grundwasser-, Schichtenwasser- oder Hochwasserstand unter Berücksichtigung langjähriger Beobachtungen und zu erwartender zukünftiger Gegebenheiten: der höchste planmäßige Wasserstand. Zusätzlich muss ein möglicher chemischer Angriffsgrad des Grundwassers bzw. Bodens ermittelt werden, der dann in den Expositionsklassen XA1 bis XA3 (chemischer Angriff) berücksichtigt wird.

Für die Konstruktion von wasserundurchlässigen Bauwerken stehen drei verschiedene Entwurfsgrundsätze zur Verfügung:

• Entwurfsgrundsatz a: Vermeidung von Trennrissen
• Entwurfsgrundsatz b: Festlegung von Trennrissbreiten
• Entwurfsgrundsatz c: Festlegung von Trennrissbreiten mit planmäßigen Dichtmaßnahmen

Bei diesem Entwurfsgrundsatz a „Vermeidung von Trennrissen“ sollen keine bzw. nur wenige Trennrisse auftreten. Dies wird durch die Planung einer zwangarmen Konstruktion erreicht. Dazu müssen konstruktive, betontechnische und ausführungstechnische Maßnahmen festgelegt werden.

Beim Entwurfsgrundsatz b "Festlegung von Trennrissbreiten" wird in Abhängigkeit vom außen anstehenden Wasserdruck eine maximal zulässige Rissbreite angenommen, die über zusätzliche fein verteilte Bewehrung erreicht wird. Zu diesem Entwurfsgrundsatz gehört, dass Wasser dann durch die Risse strömt und diese Risse sich über Selbstheilung schließen.

Ziel des Entwurfsgrundsatzes c "Festlegung von Trennrissbreiten mit planmäßigen Dichtmaßnahmen" ist es, wenige Risse mit durchaus größeren Rissbreiten als bei b zuzulassen und diese Risse dann planmäßig abzudichten. Die Abdichtung dieser Risse kann durch verschiedene Vorgehensweisen erreicht werden. Es können Sollrissfugen angeordnet werden, die ein Abdichtelement wie z.B. ein Fugenband oder ein Injektionssystem enthalten. Andererseits können die entstandenen Risse auch injiziert werden.

Baustellen mit weißen Wannen und drückendem Wasser fallen immer in die Überwachungsklasse 2 (nach DIN EN 13670 zusammen mit DIN 1045-3). Das bedeutet, dass außer der Überwachung durch das Bauunternehmen eine zusätzliche Fremdüberwachung z. B. durch anerkannte Überwachungsstellen vorgesehen ist. Überwachungsklasse 1 gilt nur bei maximal Bodenfeuchtigkeit und an der Wand ablaufendem Wasser (Beanspruchungsklasse 2) und wenn in der Projektbeschreibung nichts anderes festgelegt ist.

Siehe auch:

• Wasserundurchlässigkeit

Literatur

• Zement-Merkblatt H10: Wasserundurchlässige Betonbauwerke
• Zement-Merkblatt H11: Fugen und ihre Abdichtung in WU-Bauwerken aus Beton
• Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. (DAfStb): DAfStb-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)". Ausgabedatum 2017-12
• Deutscher Beton- und Bautechnik Verein (DBV): DBV-Merkblatt „Hochwertige Nutzung von Untergeschossen“, Fassung Januar 2009
• Lohmeyer, G.; Ebeling, K.: Weiße Wannen - einfach und sicher. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2018
• Brameshuber, Wolfgang; Hohberg, Inga; Uebachs, Stephan: Umweltverträglichkeit von Frischbeton unter praxisnahen Randbedingungen. In: beton 11/2001 S. 610f.