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Keller abdichten und dämmen - welche Verfahren gibt es?


Der Keller und die Energie-Einsparverordnung


Ausreichende Nebenflächen unterscheiden ein Haus von einer Etagenwohnung. Keller bieten preiswerte Flächen für hochwertig genutzte Nebenräume. Arbeitszimmer, Hauswirtschaftsraum, Spielfläche für Kinder, Platz für Fitness und Hobbys sind hier gut untergebracht. Sie benötigen eine auf Dauer wirksame Abdichtung und eine heutigen Energiesparanforderungen angemessene Wärmedämmung. Im August 2000 erschien die Neufassung der DIN 18195 "Bauwerksabdichtungen", im März 2001 wurde die neue Energie-Einsparverordnung (EnEV) vom Bundeskabinett verabschiedet. Sie berücksichtigt beim Wärmeenergienachweis vorhandene Lüftungsanlagen, vor allem mit Wärmerückgewinnung, und die Gewinnung von Energie aus Sonneneinstrahlung. Die dafür erforderlichen Speicher und Aggregate benötigen frostsichere Flächen, die preiswert im Keller vorhanden sind.

Bauwerksabdichtungen


Hochwertig genutzte Keller müssen dauerhaft gegen Feuchtigkeit aus dem Erdreich geschützt sein. Die Anforderungen an die Abdichtung richten sich nach der Feuchtebelastung. Die im August 2000 veröffentlichte Neufassung von DIN 18195 - 4 stuft die Lastfälle der Feuchtebelastung neu ein. Sie unterscheidet jetzt zwischen Bodenfeuchtigkeit, nichtstauendem Sickerwasser, vorübergehend aufstauendem Sickerwasser und drückendem Wasser. Zusätzlich nimmt sie kunststoffmodifizierte Bitumendickbeschichtungen sowie kalt selbstklebende Abdichtungsbahnen auf.


Bodenfeuchtigkeit u. nichtstauendes Sickerwasser


Dieser Lastfall ist anzunehmen, wenn das Baugelände bis zu ausreichender Tiefe unter der Fundamentsohle und auch das Verfüllmaterial der Arbeitsräume aus nichtbindigen Böden (Sand, Kies, Splitt) besteht (Abb. 1a). Feuchtigkeit versickert ohne Aufstau. Um Schichten- u. Hangwasser sicher abzuführen, ist bei bindigem Boden eine Dränage nach DIN 4095 erforderlich (Abb. 1b). Deren Funktionsfähigkeit muss auf Dauer sichergestellt sein. Diese Regelung ist neu, denn in der alten Fassung der Norm wurde einer Dränage nicht zugestanden, langfristig diesen Lastfall zu gewährleisten.

Bodenfeuchtigkeit u. nichtstauendes Sickerwasser      Bodenfeuchtigkeit u. nichtstauendes Sickerwasser

Drückendes Wasser


Ohne funktionierende Dränage ist bei Hang- oder Schichtenwasser von zeitweilig aufstauenden Sickerwasser auszugehen (Abb. 2a). Randbedingung sind
  • Gründungstiefen bis 3,0 m unter Geländeoberkante
  • Unterkante Kellersohle mindestens 0,3 m über dem langfristig beobachteten Grundwasserstand.
Steht das Gebäude dauernd im Grundwasser, bestimmt der Lastfall "von außen drückendes Wasser" das Abdichtungssystem (Abb. 2b). Unabhängig von Gründungstiefe, Eintauch- und Bodenart, gilt er nicht nur bei Grundwasser, sondern auch bei Schichtenwasser und stauendem Sickerwasser.

Drückendes Wasser      Drückendes Wasser

Abdichtungssysteme


Für die Abdichtung gemauerter Keller im Wohnungsbau sind kunststoffmodifizierte Bitumen-Dickbeschichtungen, kalt selbstklebende Bitumenbahnen und verschiedene Varianten von heiß verklebten Bitumenbahnen üblich. Bei drückendem Wasser sind Abdichtungen mit heiß verklebten Bitumenbahnen ("schwarze Wanne") eine Alternative zur "weißen Wanne" aus wasserundurchlässigem Beton.

Da DIN 18195 jetzt alle Abdichtungssysteme regelt, endet die Rechtsunsicherheit, ob in DIN 18195 nicht geregelte Produkte den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Bauunternehmer können damit unbedenklich kunststoffmodifizierte Bitumen-Dickbeschichtungen einsetzen.

Eine weitere Alternative ist die "K-Wanne". Diese saubere und weiße Alternative zur "schwarzen Wanne" entspricht der DIN 18195 (drückendes Wasser) und kann ohne mehrfache Abdichtungslagen, die mit Warte- und Trockenzeiten verbunden sind, verlegt werden. Zusätzlich Verstärkungslagen mit Schichtdickennachweisen sind nicht notwendig. Anwendungsbereiche sind unter Bodenplatten, auf bzw. unter Wärmedämmung oder Schaumglasschotter, an geschalten Vertikalflächen, bei einhäuptigen Konstruktionen, für Innenwannen (Wanne in Wanne), gemauerte Keller, Dämmsteinmauerwerk und in der Sanierung.

Kunststoffmodifizierte Bitumen-Dickbeschichtungen


Kunststoffmodifizierte Bitumen-Dickbeschichtungen Bitumen Dickbeschichtungen sind für die Lastfälle Bodenfeuchtigkeit (bei bindigen Böden mit Dränage) und zeitweilig anstauendes Sickerwasser zulässig. Der Auftrag (Abb. 3) erfolgt durch Spachteln oder Spritzen. Um eine gleichmäßige Schichtdicke zu gewährleisten, ist das Material ist in zwei Arbeitsgängen aufzutragen. Die Trockenschichtdicke muss im Lastfall Bodenfeuchtigkeit 3 mm, bei zeitweilig anstauendem Sickerwasser 4 mm betragen. Bei zeitweilig anstauendem Sickerwasser ist auf die erste Lage ein Gewebe einzuarbeiten.

Da Bitumendickbeschichtungen unter Druck kriechen, sind Fehlstellen im Untergrund (Ausbrüche, offene Fugen) vor dem Auftrag der Abdichtung zu schließen. Bitumen ist als Putzgrund ungeeignet. Deshalb wird empfohlen, statt eines Bitumenauftrags im Spritzwasserbereich eine flexible Dichtungsschlämme aufzutragen.

Kaltverklebende Bitumen Kautschukbahnen


Diese Dichtungsbahnen eignen sich für den Lastfall "Bodenfeuchte" . Ein kaltflüssiger Voranstrich dient als Untergrundvorbereitung. Die rückseitige Trägerfolie ist bei Aufbringen der Bahn schrittweise abzuziehen. Überlappungen sind mit einer Gummirolle sorgfältig nach zu arbeiten. Am oberen Rand ist die Bahn mit einer Kappleiste oder Putzabschlussschiene mechanisch zu sichern.

Heißverklebte Bitumenbahnensysteme


Diese bieten für alle Lastfälle einschließlich drückendem Wasser ausführungssichere Lösungen. Ihre Verarbeitung ist jedoch aufwendiger als die vorgenannter Systeme.

Ist die "weiße Wanne" wirklich wasserdicht?


Bituminöse Abdichtungstechniken sind nach wie vor sinnvoll und richtig, wenn das Grundstück nicht grundwassergefährdet ist. Weil Bitumen schwarz ist, spricht man hier von "schwarzen Wannen". Bei Wannen aus WU-Beton
(WU = WasserUndurchläsig) spricht man von "weißen Wannen". Wasserundurchlässig ist aber keineswegs wasserdicht, so sehr das den Laien auch verblüffen mag.

Für den Bau von weißen Wannen gibt es kein DIN-Normen, wohl aber für die Beschaffenheit des WU-Betons. Während bei der schwarzen Wanne kein Feuchtigkeitstransport von außen nach innen stattfindet (oder stattfinden sollte), findet bei Bauteilen aus WU-Beton ein Feuchtetransport durch Dampfdiffusion und kapillare Wasserwanderung statt.

Der Bau einer weißen Wanne ist nicht unproblematisch, weil der Bauunternehmer sehr exakt arbeiten muß. Völlig rissefrei sind die Wände und die Sohle der weißen Wanne dennoch nicht herzustellen, wobei diese Risse auf kleiner als 0,2 mm zu beschränken sind (DIN 1045).

Alles in allem ist die weiße Wanne so konstruiert, daß geringe Feuchtemengen von außen nach innen dringen, dort aber abtrocknen. Verschwinden die dunklen Stellen, die Feuchte anzeigen, nicht aus dem Beton oder lassen sich sogar dauernd leicht feuchte, glänzende Stellen ausmachen, so funktioniert entweder die Lüftung im Keller nicht einwandfrei (die Feuchte kann also aufgrund zu hoher Luftfeuchtigkeit nicht abtrocknen) oder die weiße Wanne gehört zu jenen schätzungsweise 5 %, die fehlerhaft ausgeführt worden sind.



Drainage


Drainage Die Neufassung von DIN 18195 wertet die Dränage auf. Bei bindigem Boden darf jetzt vom Lastfall Bodenfeuchtigkeit ausgegangen werden, wenn
  • eine Dränung nach DIN 4095 vorhanden ist, und
  • deren Funktionsfähigkeit auf Dauer gegeben ist.
Die Flächendränage an der Wand und die Ringdränage (Abb. 4) am Fundament sind in entsprechender Qualität auszuführen. Dazu gehören auch
  • funktionsfähige Vorflut sicherstellen
  • Kontrollschächte vorsehen
  • jährlich die Funktionsfähigkeit der Dränung kontrollieren
Da dies nicht immer und überall sicher zu stellen ist, empfiehlt sich alternativ die druckwasserdichte Ausführung des Kellers, z.B. mit der K-WANNE.

Für Flächendränagen eignen sich Dränplatten aus bituminös verklebten Polystyrolkugeln oder Dränmatten aus Kunststoff-Noppenbahnen. Wegen ihrer einfachen und kostengünstigen Verlegung bestehen Ringdränagen heute vor allem aus perforierten PVC-Rohren. Die hydraulische Bemessung einer Dränung erfordert die Kenntnis der Bodenverhältnisse und der anfallenden Wassermenge. DIN 4095 gibt für den Regelfall Richtwerte an. Bei abweichenden Grenzwerten ist eine genaue Berechnung unabdingbar. Für sie steht heute PC-Software zur Verfügung.

Einflußgröße / Bauteil Richtwert
Gelände eben bis leicht geneigt
Durchlässigkeit des Bodens schwach durchlässig
Einbautiefe bis 3 Meter
Gebäudehöhe bis 15 Meter
Länge der Dränleitung zwischen Hoch- und Tiefpunkt bis 60 Meter
Dränleitung Nennweite größer DN 100; Gefälle Größer 0,5 %
Kontrollschacht Nennweite größer DN 100
Spülschacht Nennweite DN 300
Übergabeschacht Nennweite DN 1000

Wärme- und Tauwasserschutz


Beheizte Keller unterliegen der Wärmeschutz- bzw. in Zukunft der Energieeinsparverordnung. Der Nachweis des baulichen Wärmeschutzes nach dem Energiebilanzverfahren schreibt zwar keinen k-Wert (in Zukunft U-Wert) für Kellerwände vor. Er sollte dennoch nicht zu niedrig sein, weil warme Wände und Decken vor Tauwasserniederschlag schützen. Da im Sommer die Wärmezufuhr in die Kellerräume (Heizung abgestellt oder nur auf Warmwasserbetrieb) und die Wärmeabgabe moderner Heizungen sehr gering ist, sollte die Wärmedämmung von Kellersohle und -wänden nicht ungünstiger als 0,5 W/m²K sein. Um Tauwasserniederschlag auf den Oberflächen vorzubeugen, ist auch bei unbeheizten Kellern ein Mindestwärmeschutz zu empfehlen.

Tauwasserbildung auf Bauteiloberflächen


Sinkt die Temperatur auf der Wand- oder Deckenoberfläche unter einen kritischen, von der relativen Luftfeuchtigkeit abhängigen Wert, erreicht der Wasserdampf in der Luft seinen Taupunkt. Er kann sich als Tauwasser auf den kalten Oberflächen niederschlagen. Geschieht dies häufiger, bildet sich Schimmel. Die Entwurfsfassung von DIN 4108 - 2 von Juni 1999 geht sogar davon aus, daß Schimmel nicht erst bei häufigem Erreichen des Taupunktes, sondern bereits bei häufigem Erreichen einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 % auftritt. Die Gefahr von Schimmel ist beim Keller eher im Sommer als während der Heizperiode zu sehen.

Die rechnerische Beurteilung ist im Regelfall des Tauwasserausfalles ist sehr aufwendig, weil die Randbedingungen nach DIN 4108 (Glaser-Verfahren) anzupassen sind:
  • durch Dämmwirkung des Erdreichs herrschen andere Temperaturdifferenzen
  • die Temperaturdifferenzen verändern sich mit der Wandhöhe
  • es gelten andere Zeiten für die Kondensations- und Austrocknungsperiode.
  • Wasserdampfdiffusion erfolgt nur nach innen
Bei wohnraumähnlicher Nutzung mit entsprechend geringer Feuchtebelastung und Raumtemperaturen sind nach der Wärmeschutzverordnung bzw. Energieeinsparverordnung ausreichend wärmegedämmte Kellerwände nicht tauwassergefährdet. Ist mit hohem Feuchteanfall im Keller zu rechnen, sind jedoch genauere Untersuchungen notwendig.



Wärmebrücken


Besondere Beachtung finden in der Energieeinsparverordnung die Wärmebrücken. Untersuchungen zeigen, dass Wärmebrücken bei hoch gedämmten Konstruktionen einen Anteil von bis zu 20 % der Transmissionswärmeverluste haben können. Setzt man diese grob mit 45 % der Gesamtenergieverluste an, verlieren Wärmebrücken bis zu 9 % des Gesamtenergiebedarfes. Ein Anteil, der bei dem Genauigkeitsanspruch des Nachweises nicht zu vernachlässigen ist. Die Energieeinsparverordnung sieht drei Wege zur Erfassung von Wärmebrücken vor:
  • pauschaler Zuschlag eines Wärmebrückenkoeffizienten DUWB = 0,1 W/m²K auf alle Außenbauteile.
  • Ausführung der Details entsprechend Beiblatt 2 zur DIN 4108. Sie gelten als "wärmebrückenarm". Bei Beachtung dieser Empfehlungen darf der Zuschlag auf den Wärmebrückenkoeffizienten DUWB halbiert werden.
  • Berücksichtigung des tatsächlichen Wertes als längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Y. Dieser Wert ist zu berechnen oder aus Wärmebrückenkatalogen zu entnehmen.
An Wärmebrücken treten nicht nur erhöhte Wärmeverluste auf, sondern es sinken auch die innenseitigen Oberflächentemperaturen. Unterschreiten sie die Taupunkttemperatur, kommt es zum Tauwasserausfall. Besonders kritische Stellen sind im Untergeschoss
  • Kellerecken
  • Übergang Wand/Sohle
  • Laibungen Kellerfenster
  • Auflager Kellerdecke
Wärmebrücken   Wärmebrücken   Wärmebrücken

Wärmebrücken sind mehrdimensionale physikalische Probleme. Ihre Auswirkung können nur mit Computern analysiert werden. Für die Praxis enthalten Beiblatt 2 zur DIN 4108 oder Wärmebrückenatlanten Beispiele wärmebrückenarmer Konstruktionen.

Wärmebrücken

Wärmeschutz entsprechend der Energieeinsparverordnung wird sowohl mit gemauerten Kellerwänden aus wärmedämmenden Steinen (Abb. 8) als auch mit Betonwänden oder gemauerten Wänden aus Steinen hoher Rohdichte bei Verwendung einer Perimeterdämmung (Abb. 9). Zusätzlich ist natürlich auch der Kellerboden zu dämmen. Die Dämmung des Kellerbodens kann auf der Kellersohle unter dem Estrich oder unter der Bodenplatte erfolgen. Im Hinblick auf Minimierung der Wärmebrücken ist die Verwendung einer lastabtragenden Wärmedämmung ideal, die auch unter den Fundamenten angeordnet werden darf (Abb. 10).

Wärmebrücken    Wärmebrücken    Wärmebrücken

Bei Dämmung auf der Bodenplatte werden an den Dämmstoff keine besonderen Anforderungen gestellt. Da Dämmstoff außerhalb der Abdichtung ungeschützt der Feuchtigkeit und dem Erdruck ausgesetzt ist, benötigt er eine bauaufsichtliche Zulassung als Nachweis der langfristigen Brauchbarkeit. Dies gilt auch für lastabtragende Wärmedämmung.

Die empfohlene Dämmstoffdicke beträgt, beim Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit von (lR = 0,04 W/mK) 80 mm bis 120 mm. Geeignete Produkte sind z. B.
  • Polystryrol-Extruderschaumplatten nach DIN 18164-1, Typ WD und WS. Sie sind im Grundwasser bis 3,5 m Tauchtiefe und bis zu einer Dicke von 120 mm zulässig.
  • Polystyrol-Partikelschaum nach DIN 18164-1, Typ WS, Mindestrohdichte 30 kg/m³. Bei ständig oder lang anhaltendem drückenden Wasser ist Polystyrol-Partikelschaum ungeeignet.

Einbau der Perimeterdämmung


Bindiger Füllboden kann mit den Wärmedämmplatten verkleben. Beim Setzen entstehen Verschiebungskräfte, die die punktweise Montageverklebung der Dämmplatten an der Abdichtungsschicht nicht aufnehmen kann. Es besteht die Gefahr, dass die Abdichtung von der Wand abgerissen wird. Dämmplatten sind daher auf dem Streifenfundament kraftschlüssig abzusetzen, vollflächig zu verkleben oder mit einer Trennlage vom Füllboden zu trennen. Die o.g. Dämmstoffe benötigen keinen Schutz gegenüber der Baugrubenverfüllung. Im Grundwasser sind Dämmplatten immer vollflächig zu verkleben, damit hinterlaufendes Wasser den Wärmeschutz nicht verschlechtern kann.

(Mit freundlicher Unterstützung der ehem. Initiative Pro Keller)

Keller mit Beton-Fertigteilen abdichten


Keller mit Beton-Fertigteilen abdichten Bei Beton-Fertigkellern bestehet die größte Gefahr in puncto Abdichtung beim Anschluss zwischen Bodenplatte und Außenwand. Neben Rissbildungen im Beton und undichten Rohrdurchführungen liegen hier ca. 80 % aller Schadensursachen.

Die Kombination dreier Innovationen bildet die Basis für ein Abdichtungsverfahren, bei welchem die Abdichtung an der Wand-Außenseite erfolgt und das Schließen der Fugen unabhängig von der Art des Fertigteiles ist.

Das Pentaflex integral Verfahren von Wolf kann in Verbindung mit allen Arten von Fertigteilen eingesetzt werden - beispielsweise bei dünneren Dopppelwänden kommt die Wärmedämmung nicht mehr in Kontakt mit Wasser.

Absolut neu dabei ist, dass die Abdichtung der Außenfläche grundsätzlich im Fertigteil integriert wird. Das schließt Verarbeitungsfehler auf der Baustelle aus und erlaubt ein witterungsunabhängiges Arbeiten. Bemerkenswert ist die Reduzierung der Bauzeit! Die Bodenplatte kann am selben Tag mit der Wandmontage gegossen werden - in Kombination mit einer Massivdecke ist nach Angaben der Herstellers die Erstellung eines Kellers an einem einzigen Tag möglich.


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