Das Tiefgeschoss aus Beton
In Anstalts-, Büro- und Verwaltungsgebäuden gehört das Tiefgeschoss bzw. der Keller auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zur festen Ausstattung. Überall ergibt sich die Notwendigkeit, Unterlagen trocken und sicher zu lagern. Gesetzlich ist für viele Geschäftsunterlagen eine Aufbewahrungsfrist von zehn Jahren festgelegt, viele Unternehmen lagern aber wichtige Verträge und Unterlagen noch bedeutend länger. Baugrund ist teuer und sollte daher optimal genutzt werden. Das Bauen in die Tiefe ist dabei ein bewährtes Instrument. Bei der Betrachtung der Kosten eines Tiefgeschosses werden häufig auch die Kosten für den Aushub in voller Höhe angesetzt. Dabei wird häufig vergessen, dass ein Aushub für die Fundamente und die Bodenplatte auch ohne Tiefgeschoss erforderlich ist.
Daher darf man hier nur die Kosten für den Mehraushub, die Tiefgeschosswände und die Tiefgeschossdecke ansetzen. Dadurch relativieren sich die Kosten und es zeigt sich, dass hier Nutzraum zu geringen Baukosten geschaffen werden kann. Aufgrund des oftmals fehlenden Einfalls an natürlichem Tageslicht sind diese Räume aber nicht unbedingt für Büroarbeiten geeignet. Sie bieten sich aber als Archiv oder Tiefgarage an. Auch bei anstehendem Grundwasser ermöglicht es die Weiße Wanne aus Beton, die wichtigen Archivunterlagen trocken und sicher zu lagern. Besonders wichtig wird die Schutzkonstruktion z. B. bei den Archiven von Museen.
Das Tiefgeschoss eines Gebäudes gehört zu den besonders hoch beanspruchten Bauteilen. Von Außen drückendes Erdreich und teilweise gleichzeitig hoher Grundwasserstand stellen Anforderungen an die Standfestigkeit und die Wasserundurchlässigkeit. Zur Bodenplatte aus Ortbeton bietet sich keine Alternative. Für die Wandkonstruktionen stehen die unter „Wände aus Beton“ ausführlich beschriebenen Systeme zur Verfügung:
- Bewehrter oder unbewehrter Ortbeton
- Leichtbeton-Mauerwerk
- Großformatige Leichtbetonelemente
- Betonfertigteile aus Normal- oder Leichtbeton
- Elementwand
Die im Folgenden aufgeführten Systeme für die Tiefgeschossdecke werden ausführlich unter „Decken aus Beton“ beschrieben:
- Bewehrter Ortbeton / Vorgespannte Flachdecken
- Elementplatten mit Ortbetonergänzung (Gitterträgerelementplatten)
- Elementplatten ohne Ortbetonergänzung (Vollplatten)
- Deckenelemente nach DIN EN 1520 (Stahlbetondielen)
- Spannbeton-Fertigdecken
- TT-Platten
Darüber hinaus werden für kleinere Einheiten auch komplette Fertigkeller aus Beton angeboten, die witterungsunabhängig im Werk gefertigt werden. Die Keller werden je nach Vertrag einschließlich Erdarbeiten und weiterer Ausbauleistungen errichtet. Die Wand- und Deckenelemente werden entsprechend der Architektenpläne nach im Werk erstellten Fertigungsplänen inklusive Fenster- und Türöffnungen sowie Leerrohren vorgefertigt und ähnlich einem Fertighaus auf der Baustelle montiert. Auf Wunsch können im Werk auch Tür- und Fensterzargen oder Schutzraumteile eingebaut werden.
Das trockende Tiefgeschoss
Beim Tiefgeschoss bewahrheitet sich die alte Bauweisheit „Bauen ist ein steter Kampf gegen das Wasser“ wie sonst nur beim Dach. Beim Tiefgeschoss tritt Wasser in Form von Bodenfeuchte, als nicht stauendes Sickerwasser, als zeitweise aufstauendes Sickerwasser, als drückendes oder nicht drückendes Wasser auf. Die Wahl der Abdichtung ist abhängig von der Angriffsart des Wassers, von der Art des Baugrunds, der Art der Beanspruchung, dem Wandsystem und der geplanten Nutzung. Tiefgeschosswände aus Leichtbeton-Mauerwerk werden meist mit einer Abdichtung nach DIN 18533-1 "Abdichtung von erdberührten Bauteilen - Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze" versehen. In dieser Norm sind Abdichtungen mit Bitumenbahnen und –massen, Kunststoff- und Elastomer-Dichtungsbahnen, Metallbändern, Asphaltmastik und kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen geregelt. Dergestalt gegen von außen drückendes Wasser und aufstauendes Sickerwasser abgedichtete Tiefgeschosse werden auch „Schwarze Wanne“ genannt. Eine Abdichtung mit quellfähigen Tonmaterialien geringer Wasserundurchlässigkeit wird als „Braune Wanne“ bezeichnet.
Aber Tiefgeschosse aus Ortbeton, Betonfertigteilen und Halbfertigteilen können auch ohne besondere Abdichtungen wasserundurchlässig hergestellt werden. Bei Einhaltung bestimmter konstruktiver Regeln, Einsatz von wasserundurchlässigem Beton und spezieller Fugenausbildung entsteht eine „Weiße Wanne“, die alle Anforderungen an eine hochwertige Nutzung des Tiefgeschosses erfüllt. Die Weiße Wanne ist wirtschaftlich zu bauen, übt dauerhaft ihre Dichtungs- und Tragfunktion aus und ist beständig gegen chemische Angriffe aus Grundwasser und Boden. Jüngere wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass bei regelgerechter Ausführung einer Weißen Wanne kein Wassertransport durch den Kernbeton stattfindet und Wasser auf der Außenseite des Betons bei drückendem Wasser durch Kapillarwirkung maximal 7 cm tief eindringt. Diese Erkenntnisse haben auch Eingang in die DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ (WU-Richtline) gefunden. Hier finden Sie Hinweise zu Konstruktion und Ausführung von Weißen Wannen.
Kalter oder warmer Keller
Der so genannte „Kalte Keller“ befindet sich außerhalb der thermischen Gebäudehülle in der nicht beheizten Zone. Die Tiefgeschossdecke muss dementsprechend wärmegedämmt sein, um Wärmeverluste aus den oberen Geschossen zu begrenzen, die Tür zum Tiefgeschoss ist wärmetechnisch wie eine Außentür zu betrachten. Für eine hochwertige Nutzung des Kellers ist diese Bauweise nicht geeignet. Nachteile ergeben sich auch beim Nachweis nach GEG, da dort Wärmeverluste über die Leitungen nur dann als Verluste gelten, wenn nicht damit ein Raum in der thermischen Hülle aufgeheizt wird. Eine Aufstellung des Wärmeerzeugers oder die Installation der Verteilleitungen außerhalb der thermischen Hülle führt daher immer zu relativ hohen Verlusten. Dementsprechend sind die Anlagen‑Aufwandszahlen ep bei Lage des Heizkessels außerhalb der thermischen Hülle höher als bei Lage innerhalb der thermischen Hülle.
Ist eine hochwertige Nutzung gefordert, sollte das Tiefgeschoss immer in die thermische Gebäudehülle einbezogen werden. Dies ist durch eine Innendämmung oder durch eine Außendämmung möglich. Die Außendämmung ist i.d.R. vorzuziehen, da so Wärmebrücken zuverlässig zu begrenzen sind und die Wärmespeicherfähigkeit der massiven Tiefgeschosswände genutzt werden kann.
Tiefgarage
Da Parkhäuser starken mechanischen Beanspruchungen und Beanspruchungen durch Frost-Tausalz ausgesetzt sind, haben Tiefgaragen aus Beton große Vorteile. Da durch die Fahrzeuge im Winter häufig chloridhaltige Wässer (Tausalzeinsatz) eingetragen werden, ist hier besonders auf ein ausreichendes Gefälle der Parkdecks, dichte Fugen und funktionierende Wassereinläufe und Ableitungen zu achten.
Auch die kritischen Bereiche von Tiefgaragen und Einfahrten erfordern eine detaillierte Planung, um den bauphysikalisch anspruchsvollen Erfordernissen gerecht zu werden. Dabei sind vor allen Dingen Schall- und Wärmeschutz zu berücksichtigen. Bezüglich der Standsicherheit ist ein geeigneter Schutz gegen Anfahren zu schaffen.
Kurze Bauzeiten und kalkulierbare Kosten sind Vorteile der Fertigteil-Bauweise. Am Markt werden Tiefgaragensysteme angeboten, die z. B. für ein- und zweigeschossige Tiefgaragen geeignet sind.
Weiterführende Literatur
DIN 18533-1 "Abdichtung von erdberührten Bauteilen - Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze"
DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ (WU-Richtlinen)
InformationsZentrum Beton GmbH (Hrsg.): Zement-Merkblatt H10 "Wasserundurchlässige Betonbauwerke"
Willems, W.M.; Schild, K.; Hellinger, G.:
Planungsatlas für den Hochbau
Richter, Thomas „Bauphysikalische Bewertung von Weißen Wannen im Wohnungsbau - Hochwertige Tiefgeschossnutzung ohne zusätzliche Abdichtung möglich“ in beton 4-2008
Lohmeyer, G. / Ebeling, K.: Weiße Wannen – einfach und sicher. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf
InformationsZentrum Beton GmbH (Hrsg.): Beton-Bauteile für den Wohnungsbau
Lohmeyer, Gottfried; Ebeling, Karsten: Tiefgaragen und Parkdecks. Verlag Bau+Technik GmbH, Erkrath 2019
