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Durchdringungen sicher abdichten

Nicht selten scheitert die nachträgliche Abdichtung erdberührter Bauteile an den Details der bestehenden Rohr- und Kabeldurchführungen, sogenannten Durchdringungen. Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wagner von der Doyma GmbH erklärt, wie man norm-, regelgerecht und sicher abdichtet.

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Bei Aufsetzflanschen wird die Dichtigkeit des Systems wird durch eine dauerhafte Verspannung (Anpressung) erreicht. (Abb.: Doyma GmbH)

Die Notwendigkeit, Bestandsgebäude nachträglich abzudichten, muss nicht darin begründet liegen, dass das Gebäude von Anfang an Wasser ausgesetzt war, das dann zu Feuchteschäden geführt hat. Im Laufe der Zeit kann sich die Beanspruchung verändern. Insbesondere folgende Umstände können eine nachträgliche Außenabdichtung erdberührter Bauteile erforderlich machen:

• Extreme Wetterlagen mit hohen Niederschlagsmengen

• Fehlende Dränung durch Sanierung von undichten Abwasserkanälen

• Erhöhung der Oberflächenwassermenge durch Versiegelung von Oberflächen

• Grundstücksnahe Versickerungen von Oberflächenwasser

• Bodenabsenkungen (zum Beispiel Bergbaugebiete)

• Wasserwirtschaftliche Einflussfaktoren (Abstellen von Pumpen)

Aber auch die Abdichtung gegen das gesundheitsschädliche Gas Radon kann ein wichtiger und notwendiger Sanierungsfall sein. Schwierig gestaltet sich das nachträgliche Abdichten bei bestehenden Rohr- und Kabeldurchführungen, sogenannten Durchdringungen.

Die Planung und Ausführung der nachträglichen Außenabdichtung regelt in erster Linie das WTA-Merkblatt 4-6-14/D – „Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile“ [1], das derzeit überarbeitet wird. Ein Grund für die Überarbeitung ist die in 2017 neu erschiene Norm zur Abdichtung erdberührter Bauteile, die DIN 18533. Die DIN 18533 [2] gilt für die Planung, Wahl und Ausführung der Abdichtung von erdberührten Bauteilen mit bahnenförmigen und flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen, aber ausdrücklich nicht für die nachträgliche Abdichtung in der Bauwerkserhaltung oder in der Baudenkmalpflege  es sei denn, es werden Verfahren verwendet werden, die in dieser Norm geregelt sind. Die DAfStb-Richtline – „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ [3] regelt die Abdichtung von wasserundurchlässigen Bauteilen. Weiterhin stehen für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit polymermodifizierten Bitumendickbeschichtungen (PMBC) [4], starren [5] und flexiblen Dichtungsschlämmen [6] (MDS) Richtlinien der Deutsche Bauchemie e.V. zur Verfügung. Bei den flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen gibt es auch ein neues Regelwerk, die „Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit flexiblen polymermodifizierten Dickbeschichtungen“ [7] (FPD). Flexible polymermodifizierten Dickbeschichtungen bestehen aus mineralischen Gesteinskörnungen, Füllstoffen, hydraulischen und/oder polymeren Bindemitteln sowie Additiven und sind ein- oder zweikomponentige Massen. Sie enthalten keine reaktiven organischen Bindemittel.

Darüber hinaus ist erstmals ein verbändeübergreifendes Regelwerk erschienen, was sich ausschließlich mit dem Thema Bauwerksdurchdringungen befasst. Das Regelwerk lautet „Bauwerksdurchdringungen und deren Abdichtung für erdverlegte Leitungen“ und ist gleichlautend unter folgenden Bezeichnungen erschienen:

• AGFW FW 419 [8] (Nah- und Fernwärme),

• DVGW GW390 [9] (Trinkwasser und Erdgas) und

• VDE-AR-N 4223 [10] (Strom und Telekommunikation)

1. Beanspruchung/Wassereinwirkung

Der wichtigste Faktor für die Auslegung der Abdichtung ist die Höhe der Beanspruchung durch die Feuchte beziehungsweise das Wasser. Bodenfeuchte/Nichtdrückendes Wasser ist nach WU-Richtlinie in Beanspruchungsklasse 2 einzuordnen, nach DIN 18533 in W1-E. Drückendes Wasser gehört nach WU-Richtlinie in Beanspruchungsklasse 1, nach DIN 18533 in W2-E. Es sei angemerkt, dass in der DIN 18533 in seiner Wassereinwirkungsklasse W2-E nicht mehr nach einer zeitlichen Einwirkung differenziert, sondern nur noch nach der Höhe des Wasserdruckes. Somit muss bei der Planung und Ausführung einer Abdichtung von erdberührten Bauteilen differenziert werden, ob das Wasser einen hydrostatischen Druck (drückendes Wasser) ausübt oder nicht (nichtdrückendes Wasser).

2. Planungsgrundsätze

Ziel ist es, die Funktionsfähigkeit der von Leitungen durchdrungenen Bauwerksabdichtungen durch eine sach- und fachgerechte Ausführung der Abdichtung dieser Durchdringungen sicherzustellen. In der Planung sollten besonders diese Punkte bedacht werden:

• Lage der Durchdringungen

• Statik des Bauwerks

• Chemische, thermische und mechanische Beständigkeit

• Bemessungswasserstand unter Berücksichtigung der wasserwirtschaftlichen Einflussfaktoren

• Reduzierung/Vermeidung von Wärmebrücken

• Abstände zu Bauwerkskanten, -kehlen, -fugen und zu anderen Einbauteilen

• Abstimmung des Abdichtungssystems auf den Baukörper, dessen Abdichtung, die Leitung, den Beanspruchung/Wassereinwirkung und das vorhandene Erdreich

• Festlegung der Maßnahmen bei zu erwartenden Bewegungen von Bauteilen oder angrenzenden Bodenschichten

3. Anforderungen an Durchdringungen

Bei der Ausführung sind insbesondere folgende Punkte zu berücksichtigen:

• Grundsätzlich ist die Abdichtung der Durchdringung gas- und wasserdicht herzustellen

• Kanten des Durchdringungssystems müssen gratfrei sein

• Herstellen einer auf die Leitung, das Bauwerk, die Bauwerksabdichtung und die Abdichtung der Durchdringung abgestimmten Aussparung

• Abdichtungs-, Schutz- und Dämmschichten sind zu schützen und ggf. wieder herzustellen

• Beachtung der Verarbeitung-, Montage-, Verlege- oder weitere Herstellerhinweise

4. Weiße Wanne

Bauwerke beziehungsweise Bauwerksteile, welche nach den Vorgaben der DAfStb-Richtline – Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) [3] erstellt werden, bezeichnet man allgemein als Weiße Wanne.

Die Betonwand selbst stellt hier die Abdichtung dar. Da der Beton aber nicht wasserdicht, sondern durch seinen Aufbau und die Mindestdicke wasserundurchlässig wird, heißt das, dass Wasser bis zu einer gewissen Tiefe in die Wand eindringt. Aus diesem Grund muss das Dichtsystem auf der wasserzugewandten Seite positioniert werden. Ist dies nicht möglich, sind weitere Maßnahmen wie Futterrohre oder wasserdichte Beschichtungen der Kernbohrungswandung notwendig.

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Das Futterrohr muss dauerhaft in die durch Injektion hergestellte Dichtebene eingebunden werden. (Abb.: Doyma GmbH)

Bei der Herstellung von Kernbohrungen für die Aussparung, wird der Bewehrungsstahl durchtrennt und es kann zu Rissen kommen. In der Folge kann das eindringende Wasser das Dichtsystem umwandern. Die vorhandenen Risse sind zu verschließen, gegebenenfalls ist die Kernbohrungswandung zu beschichten. Werden wasserdurchlässige Betonwände nachträglich durch Injektionsverfahren abgedichtet, muss sichergestellt werden, dass die Leitung beziehungsweise das Futterrohr dauerhaft in die durch Injektion hergestellte Dichtebene eingebunden wird.

Wird ein Futterrohr verwendet, muss der Ringraum zwischen Leitung und Futterrohr mit einer Ringraumdichtung (zum Beispiel Gummipressdichtung) abgedichtet werden. Bei temperaturempfindlichen Leitungs- und Futterrohrmaterialien muss schon im Vorfeld die Reaktionstemperatur des verwendeten Injektionsmaterials beachtet werden [8, 9, 10].

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Wurde – wie im Bild – mit wasserdurchlässigen Mittel (zum Beispiel Bauschaum) gearbeitet, können die bestehenden Leitungen mit sogenannten Flanschplatten in geteilter Ausführung vor der Wand abgedichtet werden. (Abb.: Doyma GmbH)

Wurden die durchdringenden Bauteile ohne zusätzliche Maßnahmen direkt in die Betonwand eingegossen, mit wasserdurchlässigen Mittel eingebaut (zum Beispiel Bauschaum) oder geht das verwendete Dichtungsmaterial keine adhäsive Verbindung mit der Leitung ein (zum Beispiel PE-Rohr), dann können die bestehenden Leitungen mit sogenannten Flanschplatten in geteilter Ausführung vor der Wand abgedichtet werden. Der Ringraum zwischen Leitung und der Flanschplatte wird mit einer aufklappbaren oder teilbaren Ringraumdichtung abgedichtet.

5. Schwarze Wanne

Nicht wasserdichte Bauwerke oder Bauwerksteile, die mit einer Hautabdichtung abgedichtet werden, bezeichnet man allgemein als Schwarze Wanne. Bei der Abdichtung gegen nichtdrückendes Wasser können Klebeflansche, Anschweißflansche, Manschette mit Schellen, Hauseinführungssysteme mit Dichtflansch oder Los- und Festflanschkonstruktionen eingesetzt werden. Im Lastfall drückendes Wasser sind Los- und Festflanschkonstruktionen einzusetzen. Bei der Wassereinwirkungsklasse W2.1-E (bis 3 m) können auch Hauseinführungssysteme mit Dichtflansch und für polymermodifizierte Dickbeschichtungen auch Klebeflansche eingesetzt werden. Wenn das nicht möglich ist, sollte im Vorfeld schon die Ausführung vertraglich mit dem Auftraggeber geregelt werden.

Eine einfache und kostengünstige Einbindung von Durchdringungen gegen nichtdrückendes Wasser ist das hohlkehlenartige Anspachteln zum Beispiel mit polymermodifizierten Dickbeschichtung (PMBC oder FPD). Diese Ausführungsvariante ist nur zulässig, wenn an der Leitung dauerhaft keine Bewegungen zu erwarten sind. Um eine ausreichende Haftung zur Leitung zu erzielen, wird das Aufrauen (oder auch weitere Maßnahmen) der Leitung empfohlen. Allerdings sollte dies vorab mit dem Leitungsbetreiber abgestimmt werden, um Schäden an den Leitungen zu verhindern.

Eine bessere Alternative stellen Einbausysteme mit verspannbaren Aufsetzflanschen kombiniert mit entsprechenden Dichtungsmassen dar. Die Dichtigkeit des Systems wird durch eine dauerhafte Verspannung (Anpressung) des Aufsetzflanschs erreicht. Vorteil dieser Systeme ist die Montage auf bereits bestehende (ausgehärtete) Abdichtungen und der Einbau in Mauerwerk ohne zusätzliche Maßnahmen (Verfüllung von Hohlräumen oder Einbau von Futterrohren in der Wand).

Die Außenkanten der Klebeflansch-, Anschweißflansch- und Manschettenkonstruktionen sollten im Regelfall mindestens 15 Zentimeter von Bauwerkskanten, Bauwerkskehlen und der Einbauteile untereinander und mindestens 30 Zentimeter von Bauwerksfugen entfernt sein. Bei Los- und Festflanschkonstruktionen sollte der Abstand mindestens 30 Zentimeter von Bauwerkskanten, Bauwerkskehlen und der Einbauteile untereinander und mindestens 50 Zentimeter von Bauwerksfugen eingehalten werden [2, 8, 9, 10].

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Manchmal müssen mehrere Leitungen (mit zu engem Abstand) in einer Los- und Festflanschkonstruktion eingebunden werden. (Abb.: Doyma GmbH)

Können diese Abstände nicht eingehalten werden, sind Sonderkonstruktionen eine Lösungsmöglichkeit. Bei diesen werden mehrere Leitungen (mit zu engem Abstand) in einer Los- und Festflanschkonstruktion eingebunden.

Bei nachträglich auf der Wand aufgebrachten Plattenkonstruktionen ist es wichtig, dass ein ebener Übergang (zum Beispiel mit Mörtel) von der Wandoberfläche zur Flanschoberfläche (Klebeflansch oder Festflansch) geschaffen wird, bevor die Abdichtung aufgebracht wird.

Wird die Abdichtung gegen drückendes Wasser mit einer polymermodifizierten Dickbeschichtung (PMBC oder FPD) ausgeführt, kann diese mit einer bahnenförmigen Dichtmanschette in die Los- und Festflanschkonstruktion eingebunden werden. Eine weitere sehr praktikable und jetzt auch in der DIN 18533 geregelte Lösung, ist die direkte Einbindung in die Los- und Festflanschkonstruktion mit Abstandshaltern.

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Bei nachträglich auf der Wand aufgebrachten Plattenkonstruktionen ist es wichtig, dass ein ebener Übergang von der Wandoberfläche zur Flanschoberfläche (Klebeflansch oder Festflansch) geschaffen wird, bevor die Abdichtung aufgebracht wird. (Abb.: Doyma GmbH)

Die Kontaktflächen der Los- und Festflansche sind dabei durch geeignete Maßnahmen (zum Beispiel Besanden) in ihrer Rauigkeit derart auszuführen, dass ein Abgleiten der PMBC/FPD verhindert wird. Nach dem Austrocknen der PMBC/FPD ist durch Abstandshalter sicherzustellen, dass sich nach dem Verspannen des Losflanschs ein Spalt von 4 Millimetern (Mindesttrockenschichtdicke) zwischen Los- und Festflansch einstellt. Die Dichtheit an den Abstandshaltern ist durch geeignete Maßnahmen (z. B. O-Ringe) sicherzustellen [2, 7, 8, 9, 10].

Unterschätztes Problem

Die Abdichtung bestehender Durchdringungen in der nachträglichen Abdichtung erdberührter Bauteile wird in Planung und Ausführung leider oft unterschätzt. Bei nicht sach- und fachgerechter Ausführung können die Kosten für die nachträgliche Sanierung die eigentlichen Ausführungskosten um ein Vielfaches übersteigen. Sowohl die Investition in qualitative Planung und Ausführung als auch in qualitativ hochwertige Produkte mit nachgewiesener Funktionssicherheit sind wichtig und dringend anzuraten.

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wagner, Doyma GmbH

Literatur

[1]WTA–Merkblatt 4-6/ Ausgabe 11.2014/D Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile

[2]DIN 18533-1:2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen – Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze, DIN 18533-2:2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen – Teil 2: Abdichtung mit bahnenförmigen Abdichtungsstoffen, DIN 18533-3: 2017-07 Abdichtung von erdberührten Bauteilen – Teil 3: Abdichtung mit flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen

[3]DAfStb-Richtlinie, Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie); 2017-12

[4]Deutsche Bauchemie, Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit polymermodifizierten Bitumendickbeschichtungen (PMBC) – erdberührte Bauteile (PMBC-Richtlinie), 2018-12

[5]Deutsche Bauchemie, Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen von Bauteilen mit mineralischen Dichtungsschlämmen, 2002-05

[6]Deutsche Bauchemie, Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen erdberührter Bauteilen mit flexiblen Dichtungsschlämmen, 2006-04

[7]Deutsche Bauchemie, Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit polymermodifizierten Dickbeschichtungen (FPD) – (FPD-Richtlinie), 2020-02

[8]Arbeitsblatt AGFW FW 419: 2020-02 Bauwerksdurchdringungen und deren Abdichtung für erdverlegte Leitungen

[9]Arbeitsblatt DVGW GW 390: 2019-12 Bauwerksdurchdringungen und deren Abdichtung für erdverlegte Leitungen

[10]Anwendungsregel VDE-AR-N 4223: 2020-05 Bauwerksdurchdringungen und deren Abdichtung für erdverlegte Leitungen