Instandsetzungen und Sanierungen müssen auch im Hinblick auf die einzusetzenden Baustoffe geplant werden. Um diese Planung systematisch und zielgerichtet vorzunehmen, empfiehlt sich die Methode des Schadensglossars. Sie besteht in einem mehrstufigen Prozess, der von der Aufnahme relevanter Schadenseinheiten (Phänotypen) über die Entwicklung von Konzeptansätzen und der Formulierung noch offener Fragen bis hin zur Definierung einer darauf aufbauenden Bauzustandsanalyse reicht. Diese Planungsphilosophie schließt viele Irrwege und die mit ihnen verbundenen Kosten aus.
Bei der Neuerstellung von Gebäuden weiß sich der Planer durch eine Vielzahl von Normen und Vorschriften abgesichert. Diese regeln für viele Details der Ausführungsplanung die konkreten Inhalte, insbesondere auch die Kompatibilität der einzusetzenden Baustoffe.
Anders stellt sich die Situation beim Planen im Bestand dar. In der Baupraxis wird der Planer hier mit einer Vielzahl unterschiedlicher Baustoffe und deren Veränderungen durch Verwitterungsprozesse konfrontiert. Die in diesem Umfeld geltenden naturwissenschaftlichen und technischen Zusammenhänge betreffen die Bauchemie, Bauphysik und Statik. Sie sind – objektspezifisch mit unterschiedlichen Schwerpunkten – so komplex, dass zu Beginn einer Planungsaufgabe oft nicht klar ist, welchem „Roten Faden“ die Planung folgen sollte.
Die Tücken der Tragwerksplanung werden in der Regel schnell als solche identifiziert. Aus Gebäudesituationen, wie sie beispielhaft in der Abbildung dargestellt sind erschließt sich für jeden Baufachmann die Notwendigkeit, statische Detaillösungen zu erarbeiten. Und für diese Aufgabe ist unzweifelhaft „der Statiker“ zuständig, der ohne Murren in den Planungsprozess einbezogen wird. Dessen Handlungsanweisungen werden überwiegend ohne weitere Diskussion ausgeführt und separat honoriert.
Anders stellt sich das Verhalten bei Fragestellungen dar, für deren Lösung baustoffchemisches und baustoffkundliches Wissen gefragt ist. Vielerorts ist zu beobachten, dass eine deutliche Selbstüberschätzung beim zielgerichteten Umgang mit solcherart Fragestellungen vorherrscht. Die Tücken werden hierbei als solche oftmals verkannt und die Aufgabenstellungen mit mehr oder weniger pauschalen Lösungsansätzen angegangen. Trotz einer Vielzahl von WTA-Merkblättern werden speziell in der Baudenkmalpflege Kalk – was auch immer das im Detail sein mag – Mineralfarbe, Sanierputz oder auch Hydrophobierungsmittel häufig pauschal als Lösung angewandt, ohne dass sich die Beteiligten über die konkreten Konsequenzen des jeweiligen Konzeptansatzes im Klaren sind. Die Wirksamkeit für die objektspezifisch anstehende Aufgabenstellung wird im Vorfeld nicht weiter hinterfragt. Weiß man allein nicht weiter, gibt es die Fachvertreter der Produkthersteller, die einem den Weg durch den baustoffchemischen Irrgarten weisen.
Planung beginnt mit dem Erstellen eines Schadensglossars
Was aber ist nun ein gangbarer Weg, den ein für ein Bauwerk Verantwortlicher sinnvollerweise einschlagen sollte? Aus Sicht des Autors empfiehlt sich als erster Arbeitsschritt, für das Objekt ein Schadensglossar in Auftrag zu geben. Diese Planungsphilosophie schließt viele Irrwege und die mit ihnen verbundenen Kosten aus. Was ist unter einem „Schadensglossar“ konkret zu verstehen? Der Autor möchte die Antwort mit folgender Definition geben:
Ein Schadensglossar umfasst das Erfassen, Beschreiben und Dokumentieren aller instandsetzungstechnisch relevanten Schadenseinheiten (Phänotypen), die im Rahmen einer Instandsetzung zu bearbeiten sind. Es benennt mögliche Konzeptansätze zur Instandsetzung sowie die durch Bauzustandsanalytik zu beantwortenden Fragestellungen. In der weiteren Planungsabfolge wird darauf aufbauend aus dem Potpourri denkbarer Lösungsansätze das optimale K onzep t herausgearbeitet.
Anhand einiger ausgewählter Objektsituationen soll dieses Konzept nachfolgend verdeutlicht werden. Sie stammen, um im Rahmen dieses Artikels einen Untergrundtypus in den Fokus zu rücken, ausschließlich aus dem Bereich der Natursteininstandsetzung. An diesen Beispielen soll verdeutlicht werden, was unter einem Phänotyp zu verstehen ist und welche grundsätzlichen Überlegungen jeweils anzustellen sind. Die dargestellte Arbeitsweise hat aber nicht nur für Naturstein, sondern auch für alle anderen möglichen Untergrundarten Gültigkeit, zum Beispiel für Ziegel, Beton und Putz.
Verfahren wird an drei Phänotypen verdeutlicht
Die Beispiele möglicher Phänotypen wurden aus vom Autor erarbeiteten Glossars entnommen. Es geht dabei in erster Linie nicht um die konkreten, unterschiedlich komplexen Lösungsansätze, sondern um die Veranschaulichung des Verfahrens.
Phänotyp: Salzeffloreszenzen
Beschreibung: Salzausblühungen an einem kretazischen Elbsandstein aus Sachsen haben zur reliefbildenden Auswitterung der Oberfläche geführt. Sie haben damit schadensrelevante Bedeutung.
Instandsetzungsmöglichkeit: Als Lösung für diese Aufgabenstellung bietet sich gewiss eine Kompressenentsalzung an. Aber ist solch eine Maßnahme auch in dieser konkreten Situation wirksam?
Offene Fragen: Um diese Frage beantworten zu können, muss im Rahmen einer Bauzustandsanalyse durch eine Salzanalytik die Qualität und die Quantität der Salze inklusive ihrer Tiefenverteilung ermittelt werden. Erst auf Basis dieser Ergebnisse kann über die Sinnhaftigkeit einer Kompressenentsalzung oder alternative Möglichkeiten entschieden werden. Des Weiteren ist der Kompressentypus auf den Porenraum des Untergrundes (feinporös) anzupassen [1], um die Kompressenanwendung möglichst effektiv zu gestalten. Deutlich komplexer im Schadensbild, den Möglichkeiten zur Instandsetzung und den notwendigen Untersuchungen zur Festlegung des endgültigen Konzeptes ist der nächste Phänotyp.
Phänotyp: Schalen- bis Krustenbildung Beschreibung: Bei einem kretazischen „Teutoburger-Wald-Sandstein“, Nordrhein- Westfalen, liegt ein nahtloser Übergang unterschiedlicher Formen der Oberflächenveränderung durch Patinierung, Schalen- und Krustenbildung vor. Eine subkrustale Lockerzone hat sich ausgebildet.
Instandsetzungsmöglichkeit: Mögliche Lösungen für solch eine Aufgabenstellung sind Partikelstrahlreinigung, Gipsumwandlung und Konsolidierung mit einem Kieselsäureestersystem. Aber wie stellt sich die Aufgabe in diesem Fall konkret dar?
Offene Fragen: Zur Lösung dieser Fragestellung bietet sich als Handwerkszeug die Mikroskopie an [2]. Die Kombination von Lichtmikroskop und Rasterelektronenmikroskop gibt einen detaillierten Einblick in das Gefüge der Verwitterungsoberfläche. In diesem Fall wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop ein Röntgenverteilungsbild erstellt. Es zeigt, dass eine innen liegende Gipskruste vorliegt. Sie ist an dem vom Gips herrührenden Schwefel (S) in der Verwitterungsoberfläche zu erkennen. Diese Kruste kann mit Partikelstrahlen nur bedingt entfernt werden. Es scheint somit eine Kombination von abrasiver und gipsumwandelnder Reinigung notwendig zu sein. Um Art und Umfang einer eventuell notwendigen Festigung abzuschätzen, wurden im vorliegenden Fall Bohrhärtewiderstandsprofile erstellt und – dazu korrelierend – unterschiedliche Festigerkombinationen am Gestein im Labor getestet. Des Weiteren ist es notwendig, die Wasseraufnahmefähigkeit vor und nach Anwendung des vorgesehenen Reinigungspakets zu bestimmen. Erst das Zusammenspiel dieser Untersuchungsergebnisse macht es für das vorliegende Schadensbild möglich, einen zielgerichteten Konzeptansatz zu formulieren.
Phänotyp: Sandende bis schuppende Kalksteinoberfläche Beschreibung: Die Abbildungen 2 und 3 zeigen bei einem oolithischen Kalkstein (unterer Buntsandstein, Sachsen Anhalt) einen intensiven Materialverlust in Form einer sandenden bis schuppenden Oberfläche. Auslöser für diesen Prozess war Frosteinwirkung. Eintrittsöffnungen für das Wasser sind Risse zwischen den einzelnen Komponenten (Ooiden) und der karbonatischen Matrix. Diese Schadensform ist mit „üblichen“ unsichtbaren Mitteln der Natursteinrestaurierung nicht zu beheben.
Instandsetzungsmöglichkeit: Einzig der Auftrag einer Schutzschlämme ist bei dem vorliegendem Verwitterungsbild in der Lage, den ablaufenden Prozess zu stoppen. Dieser Konzeptansatz stellt allerdings einen deutlichen Eingriff in die Optik des Gebäudes dar und muss somit in seinem bauphysikalischen Charakter (hydrophil, hydrophob) und …
Offene Fragen: … hinsichtlich seiner Ausführungsoptik sorgfältig mit allen Beteiligten besprochen werden. Zur Lösung dieser Fragen ist ein Planungselement notwendig, das als Teil der Planung in der Regel eine zu geringe Beachtung findet: das Anlegen unterschiedlicher Musterflächen. An ihnen können neben der Optik auch unterschiedliche Ausführungsarten erprobt werden, um das endgültige Konzept auf der Basis gesicherter Erkenntnisse festzulegen.
Arbeitsmethodik lässt sich in vier Aspekten zusammenfassen
Die von unterschiedlichen Objekten stammenden Phänotypen verdeutlichen die grundsätzliche Arbeitsmethodik zur Erstellung eines Schadensglossars. Sie lässt sich stichpunktartig wie folgt zusammenfassen:
1. Erkennen aller praxisrelevanten Schadensphänomene,
2. Gliederung dieser Phänomene in praxisrelevante Einheiten, in der Regel solche Einheiten, die ausschreibungstechnisch zusammenhängend zu beschreiben sind,
3. Beschreibung möglicher Instandsetzungsansätze für den einzelnen Phänotyp,
4. Definierung offener Fragen, die im Rahmen einer Bauzustandsanalyse beantwortet werden müssen, um den optimalen Konzeptansatz festlegen zu können. In der Regel lassen sich an einem Objekt 10 bis 20 Phänotypen unterscheiden, für die wegen ihrer unterschiedlichen Komplexität mit oder ohne Bauzustandsanalyse einzelne Lösungen gefunden werden müssen.
Autor: Dr. rer. nat. Georg Hilbert
Dieser Beitrag ist Teil eines Artikels aus B+B BAUEN IM BESTAND Ausgabe 3-2014
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