Berichtete über Erfahrungen mit BIM-basierter Betoninstandsetzungsplanung: Matthias Petersen von WTM Engineers, Hamburg. Quelle: B+B Bauen im Bestand/M. Henke (Screenshot)
Berichtete über Erfahrungen mit BIM-basierter Betoninstandsetzungsplanung: Matthias Petersen von WTM Engineers, Hamburg. Quelle: B+B Bauen im Bestand/M. Henke (Screenshot)

Bauwerkserhaltung

21. July 2021 | Teilen auf:

Da kommt viel Informatives zusammen

Nachdem das 7. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken“ in der Technischen Akademie Esslingen pandemiebedingt vom Januar in den Juli verschoben worden war, konnte es nun am 13. und 14.7. 2021 als Hybrid-Veranstaltung stattfinden.

So folgten rund 50 Teilnehmer am Bildschirm den Vorträgen, 35 waren persönlich nach Esslingen gekommen. Auch von den etwa 85 Referenten wurden etwa die Hälfte auf die Leinwände und Bildschirme zugeschaltet. Das tat vielleicht den Pausen- und Abendgesprächen etwas Abbruch, nicht aber dem breit gefächertem Themenmix, der sich überwiegend wieder aus den verschiedenen Bereichen und Aspekten der Betoninstandhaltung und -instandsetzung sowie der Erhaltung und Instandsetzung von Mauerwerksbauten und -bauteilen zusammensetzte.

Bei einer Veranstaltung mit vier parallelen Sessions folgt die Auswahl der Vorträge naturgemäß persönlichen Interessen und Vorlieben. Der folgende Einblick ist also subjektiv geprägt. Deshalb: Das Inhaltsverzeichnis des Tagungsbandes und eine Kurzzusammenfassung der Vorträge finden Sie hier.

Grundsätzliches aus dem Kolloquium mitnehmen

Was kann man nun Grundsätzliches aus dem Kolloquium mitnehmen?

Die Anwendung von BIM schreitet auch in der Betoninstandsetzung voran, da die Erfassung von Bestandsgebäuden mit 3D-Scans oder auch die Umwandlung historischer Pläne in BIM-Modelle einfacher wird. Gründe dafür sind unter anderen die Entwicklung neuer Softwaretools, von Vermessungsprogrammen und Lösungen für die Implementierung von Bauwerksdaten in die Modelle.

Die TR Instandhaltung wird in immer mehr Bundesländern baurechtlich eingeführt und findet ihren Weg in die Praxis, einfach weil sie ein gut handhabbares Werkzeug ist, mit dessen Hilfe der Planer sichere Entscheidungen treffen kann.

Bei der Planung von Instandsetzungsmaßnahmen helfen die (Neubau-)Regelwerke nur bedingt weiter. In den meisten Fällen sind Sonderlösungen gefragt, die darauf fußen zunächst dem Bestandsbauwerk seine Besonderheiten und schwankenden Kenngrößen zu entlocken.

Nicht nur für den Neubau, auch für die Instandsetzung und Sanierung werden fortlaufend spezielle Verfahren, Bauweisen und Produkte entwickelt.

Für diese vier Thesen nachfolgend ein paar Beispiele.

BIM steht auch in der Betoninstandhaltung vor dem Durchbruch

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Raupach berichtete im Einführungsvortrag darüber, was im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Innovationsnetzwerks gemeinsam mit vier RWTH-Instituten und derzeit acht Industriepartnern am Institut für Baustoffforschung (ibac) der RWTH Aachen University für neue Methoden und Möglichkeiten zur BIM-basierten Bauwerkserhaltung erforscht und bis zur Praxistauglichkeit entwickelt werden. BIM in der Betoninstandsetzung ist keine ferne Zukunftsmusik. Dennoch stellen in der Bauwerkserhaltung die Komplexität und Individualität von Instandsetzungen eine besondere Herausforderung dar. Entsprechend müssen die digitalisierten Methoden besonders anpassungsfähig und auf die verschiedensten Untersuchungsgegenstände anwendbar sein.

Grundlage ist die Erstellung eines 3D-Modells, was durch die verfügbaren Möglichkeiten der Vermessung mit 3D-Scans bereits heute in ausreichender Genauigkeit möglich ist. In das Modell müssen dann die für die Ermittlung der Restnutzungsdauer und der Instandsetzungsplanung notwendigen Bauwerks- und Untersuchungsdaten IFC-kompatibel implementiert werden können, zum Beispiel Rissbilder, Fotos von Schadensstellen, Laboranalysen etc. Hierfür arbeitet man am ibac mit sogenannten Elementen. Sie markieren im Modell bestimmte Stellen und fungieren als Schnittstelle, in der die Daten für diese Stelle hinterlegt werden können. Neuralgische Punkte können auf Grundlage der implementierten Daten durch farbige Kennzeichnung hervorgehoben werden. Automatisierte Auswertungsmöglichkeiten der hinterlegten Daten unterstützen den Planungsprozess. Aber auch für die Ausführung der Instandsetzungsmaßnahmen und die fortlaufende Instandhaltung bietet das BIM-Modell Vorteile.

Dass und wie bereits BIM-gestützte Betoninstandsetzungen durchgeführt werden, zeigte Matthias Petersen von WTM Engineers, Hamburg. Das Büro nutzt die BIM-Software „Desite“ von thinkproject bei der Instandsetzungsplanung von Bestandsbauwerken.

Bei WTM Engineers sind es Würfel als Attributkörper, die an Bauteile „geheftet“ werden und in denen die jeweiligen Informationen und Daten abgelegt werden. Petersen erläuterte Möglichkeiten nachträglich ein Gebäudemodell zu erstellen, zum Beispiel auch mit Hilfe von Bestandsplänen. Wichtig sei festzulegen, wie detailliert das Modell sein muss. Was ist tatsächlich an Detaillierung für die Bestandserfassung und Instandsetzungsplanung notwendig? Das Modell kann auch schon für die Aufstellung des Untersuchungskonzepts und die Vorbereitung der Prüfungen genutzt werden, zum Beispiel durch Erstellen von 2D-Plänen und Prüftabellen für die Prüfer. Die Ergebnisse werden wieder in das Modell zurückgespielt und im Hinblick auf ihre Relevanz für die Instandsetzungsplanung bewertet. Über ein Ampelsystem lassen sich die Ergebnisse visualisieren, wichtig auch für die Kommunikation mit dem Bauherren.

Bei WTM Engineers arbeitet man außerdem aktuell daran, auch Terminpläne sowie die Mengenermittlungen inklusive des Leistungsverzeichnisses auf Grundlage des BIM-Modells erstellen zu können.

„Die TR Instandhaltung ist ein gutes Regelwerk geworden“

„Die TR Instandhaltung ist ein gutes Regelwerk geworden, mit dem man gut arbeiten kann“, sagte Prof. Dr.-Ing. Michael Raupach, Aachen. Quelle: B+B Bauen im Bestand/M. Henke (Screenshot)

„Die TR Instandhaltung ist ein gutes Regelwerk geworden, mit dem man gut arbeiten kann“, sagte Michael Raupach zu Beginn seines Vortrags über den aktuellen Stand der Regelwerke für die Erhaltung von Betonbauwerken. Da die beiden Teile der TR Instandhaltung die Planung und die Produkte umfasst, für die Ausführung aber weiterhin die alte Instandsetzungsrichtlinie gilt, arbeite man zurzeit noch an einer Ausführungshilfe, die beides zusammenfasst. Raupach betonte, dass die TR Instandhaltung von europäischen Regelungen abgelöst werde, wenn hier „etwas Brauchbares vorliegt“. Davon sei man aber noch weit entfernt. Käme es, sehe es voraussichtlich so aus, wie jetzt die TR Instandhaltung.

Er erläuterte im Fortgang den klaren Aufbau der TR Instandhaltung. Zunächst ist der Istzustand des Bauwerks oder Bauteils zu ermitteln sowie der Mindest-Soll-Zustand und die Restnutzungsdauer festzulegen. Expositions- und Altbetonklassen helfen dabei, den Zustand zu beschreiben. Auf dieser Grundlage können die Instandsetzungsprinzipien und -verfahren ausgewählt werden. Eine erhebliche Vereinfachung des Planungsablaufs stellt die tabellarische Zusammenstellung der geeigneten Produktklassen für die einzelnen Prinzipien und Verfahren dar – ein Kernstück der TR Instandhaltung. Sie erleichtert nicht nur die Produktwahl, sondern es werde auch die Wahl ungeeigneter Produkte verhindert, erläuterte Raupach.

In Bezug auf den Produktteil der TR Instandhaltung ging er dann auf wesentliche Änderungen im Vergleich zur RiLi SIB ein. Sie betreffen unter anderem die Oberflächenschutzsysteme (OS), die Rissfüllstoffe und die Betonersatzsysteme. Für die Details sei hier auf den Tagungsband verwiesen.

Lösungen individuell zuschneiden

Viele Vorträge beschäftigten sich damit, wie man individuelle Lösungen für Bestandsgebäude entwickeln kann. Dafür zwei Beispiele:

Zeigte, wie man Lösungen finden kann, wenn Denkmalschutzauflagen ein Abweichen von den Regelwerken erforderlich machen: Dr.-Ing. Michael Fiebrich, Aachen. Quelle: B+B Bauen im Bestand/M. Henke (Screenshot)

Dr. Michael Fiebrich zeigte, wie man vorgehen kann, wenn bei denkmalgeschützten Gebäuden neben dem Erfüllen der sechs Grundanforderungen und dem dauerhaften Nutzen ohne Missstände weitere Anforderungen aus dem Denkmalschutz hinzukommen, zum Beispiel die Baukubatur erhalten bleiben muss und kein filmbildendes Oberflächenschutzsystem aufgetragen werden darf. Die baurechtlichen Grundlagen beinhalten für diese Fälle eine Öffnungsklausel, dass von der Regel abgewichen werden darf, wenn eine andere Lösung die Anforderungen in gleicher Weise erfüllt.

Fiebrich führte am Beispiel eines Gebäudes mit freibewitterten Sichtbeton-Überzügen und einer historischen Fensteranlage vor, wie man eine solche Lösung erarbeiten kann. Es lag in diesem Fall ein Altbeton der Klasse 4 und die Expositionsklassen XC4, XF1 und WF vor. Eine Depassivierung infolge der Karbonatisierung wurde festgestellt. Eine Erhöhung der Betondeckung war wegen des geforderten Erhalts der Kubatur nicht möglich.

Das Verfahren 7.2. sieht eine Mindestbetondeckung von 25 Millimetern vor. Mit den von Prof. Gehlen und seinem Team entwickelten Nanogrammen konnte auf Grundlage der Bauwerksuntersuchungen eine erforderliche Mindestbetondeckung von zwölf Millimetern ermittelt werden. Die geforderte Mindestdeckung wäre also ausreichend. Wichtig sei in diesem Entscheidungsprozess, betonte Fiebrich, immer wieder die ermittelten Informationen zu befragen und zu bewerten. Kann man ihnen trauen?

Wenn sich nicht alle Forderungen einhalten lassen, könnten eventuell auch Kompensationsmaßnahmen helfen.

WU-Beton-Innenwannen können auch schlank sein

Schlank und trotzdem dicht sind die textilbewehrten Innenwannen für die Abdichtung von Bestandsbauweisen bei Druckwasserbelastung, die Dipl.-Ing. Georg Schäfer, Celle vorstellte. Quelle: B+B Bauen im Bestand/M. Henke (Screenshot)

Eine Lösung für die nachträgliche Abdichtung von Gebäuden gegen drückendes Wasser stellte Dipl.-Ing. Georg Schäfer vor: eine WU-Beton-Innenwanne auf Basis von Textilbeton. Diese Bauweise ist insbesondere dann eine Lösung, wenn auch die Sohlplatte nachträglich abgedichtet werden muss. Voraussetzung ist, dass die Baustoffe auf der Außenseite des neuen Innentrogs im dauerhaften Zustand der Sättigungsfeuchte beständig sind.

Die neue Aufbetonschicht kann entweder die vorhandene Sohlplatte ergänzen oder diese wird entfernt und eine neue eingebaut. Ist die Sohlplatte zwischen den Innenwänden betoniert, müssen auch alle Innenwände an die Innenwanne ausreichend hoch angeschlossen werden.

Mit einem Textilbetonsystem kann der notwendige Querschnitt auf circa drei Zentimeter reduziert werden. Die Wasserdichtigkeit wird allein durch die Gefügedichte des Querschnitts erreicht.

Als patentiertes, vom DIBt zugelassenes und auch seit 2020 mit einer ETA-Zulassung ausgestaltetes Textilbeton-System stellte Schäfer die XANEX-Innenwanne“ von BAWAX vor. Ihre Dichtheit beruht auf einem mikrokristallbildenden Abdichtungsmittel im Mörtel. Es werden damit auch bei Handauftrag sehr gute Gefügedichtigkeiten erreicht.

Rückverankert wird die Wanne mit Basalfaserankern in den tragenden Bauteilen, die vor dem Betonieren gesetzt werden. Die Bewehrung besteht aus einem grobmaschigen Textilmattengewebe. Das System lässt sich praxisgerecht verarbeiten und ist preislich mit Innenabdichtungen auf der Basis von Dichtungsschlämmen vergleichbar.

Michael Henke