Parkbauten in Stahlbeton:

Hinweise zu Oberflächenschutz und Gefälle

MÜNCHEN, 19.10.2015 – Parkhäuser und Tiefgaragen erfordern den richtigen Oberflächenschutz sowie einen an die Nutzung angepassten Umgang mit eingebrachter Feuchtigkeit. Dabei können bituminöse Bauweisen langfristig wirtschaftlicher sein als die gängigen Kunstharzbeschichtungen. Tüv Süd informiert über neue Erkenntnisse und verbreitete Fehleinschätzungen sowie deren Einfluss auf die Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Parkbauten.

Betonkorrosion an einer Parkhausstütze
Typische Schäden bei Parkbauten: Korrosion an der Bewehrung und Karbonatisierung des Betons
geschädigter Bewehrungsstahl
Schäden an der Bewehrung zeigen sich
oft nicht an der Oberfläche und können
zum Verlust des Traglastanteils führen.

Von Norbert Swoboda, München     


Parkhäuser und Tiefgaragen sind aktuell Gegenstand intensiver Fachdiskussionen, in deren Zentrum der fachgerechte, rechtskonforme und wirtschaftliche Schutz der Betonstahlbewehrung vor Chloridkorrosion steht. Schäden am sogenannten Betonstahl können verschiedene Ursachen haben. Neben der durch Karbonatisierung des Betons verursachten Korrosion an der Bewehrung ist im Zusammenhang mit Parkbauten vor allem die Lochfraßkorrosion zu nennen, die durch die im Tausalz enthaltenen Chloride verursacht wird. Das mit Tausalz beaufschlagte Wasser kann hierbei durch Risse, Arbeitsfugen oder Fehlstellen in den Beton eindringen und Schäden am Betonstahl zur Folge haben. Das Gefährliche daran ist, dass sie zumeist keine offensichtlichen Anzeichen an der Bauteiloberfläche zeigt und damit für den Laien nicht oder erst sehr spät erkennbar ist. Dann können aufgrund des partiellen Verlusts des Traglastanteils der Bewehrung je nach Art und Ausnutzung des Stahlbetonbauteils schon erhebliche Einschränkungen der Standsicherheit vorliegen.
 
Chloride können auch durch feinste Risse in den Stahlbeton eindringen. Solche Risse sind auch bei korrekter Verarbeitung in der Regel nicht vermeidbar. Sie entstehen insbesondere aus Schwindvorgängen, also durch die Verringerung des Volumens beim Austrocken des Stahlbetons. Dies geschieht in der Regel in den ersten drei bis fünf Jahren nach Fertigstellung. Danach sind bei üblichen Bauteilabmessungen zumindest aus diesem Grund i.d.R. keine neuen Risse zu erwarten. Eine spätere Rissbreitenveränderung kann allerdings aus thermischen Beanspruchen resultieren, etwa bei Zwischendecken mit häufig an Ober- und Unterseite wechselnden Temperaturen. Da Risse die häufigste Ursache für das Eindringen von Chloriden sind, gilt es, diese dauerhaft geschlossen zu halten. Ist bereits Chlorid in Risse eingedrungen, muss es in der Regel vor dem Aufbringen der Beschichtung bzw. des Oberflächenschutzes entfernt werden.

Rissüberbrückend oder robust?

Mit der Einführung der DIN 1045 im Jahr 2001 rückte der Korrosionsschutz von Stahlbetonbauteilen zunehmend in den Fokus. Seitdem werden verschiedene Formen von Beschichtungen angeboten: Am meisten verbreitet sind derzeit die kunstharzbasierten Oberflächenschutzsysteme OS 8 und OS 11. Noch weitgehend unbeachtet sind bituminöse Bauweisen, sie können jedoch durchaus wirtschaftliche Lösungen für den Korrosionsschutz und die Entwässerung bieten.
In den ersten Jahren nach Einführung der DIN 1045-2001 wurden vor allem die auf Polyurethanharz basierenden OS 11-Beschichtungen verwendet. Sie sind relativ weich, elastisch und rissüberbrückend, haben aber den Nachteil, dass sie einer starken Nutzung durch Fahrzeuge nicht dauerhaft standhalten. Die Funktionsdauer der Beschichtung reicht besonders bei intensiver mechanischer Beanspruchung in Aus- und Einfahrtsbereichen häufig nicht für die Zeit der Gewährleistung von üblicherweise fünf Jahren aus. Dies kann hohe Folgekosten nach sich ziehen und wirkt sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit aus.
In den vergangenen Jahren wurde häufiger das auf Epoxidharz basierende Oberflächenschutzsystem OS 8 ausgeführt. Diese Beschichtung ist relativ hart und robust, sie bietet einen hohen Widerstand gegen die Belastungen durch die Fahrzeuge. Der Nachteil dieser Art der Beschichtung liegt allerdings darin, dass sie nicht rissüberbrückend ist: Das ist vor allem bei Neubauten problematisch, bei denen noch Risse im Stahlbeton durch Schwindvorgänge entstehen können. Speziell bei Zwischendecken mit thermisch verursachten Rissbreitenänderungen ist die Anwendung einer starren Beschichtung nur in Einzelfällen sinnvoll.

korrodierter Bewehrungsstahl
Lochfraßkorrosion kann durch die im Tausalz enthaltenen Chloride verursacht werden.

Bituminöse Bauweisen als Alternative

Als Alternative zu den kunstharzbasierten Oberflächensystemen sind in jüngerer Zeit auch bituminöse Bauweisen ohne Gussasphalt umgesetzt worden, dabei werden Bitumen-Schweißbahnen mit einer Schutzschicht aus Asphaltbeton, Splittmastix, Pflaster oder Estrich aufgebracht. Diese Lösung ist in Deutschland noch nicht flächendeckend bekannt, obwohl sie hinsichtlich ihrer technischen Vielfalt und auch im Rahmen einer wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung durchaus interessant ist. Bituminöse Bauweisen wurden jüngst in der Masterarbeit von M. Eng. Matthias Gottschalk von der Hochschule Konstanz für Technik, Wissenschaft und Gestaltung ausführlich behandelt. Gottschalk führt darin aus, dass ein Oberflächenschutz, bestehend aus zwei Lagen Bitumenschweißbahn nach DIN 18195-5 als Abdichtung in Verbindung mit einer entsprechenden Schutzschicht bei sachgemäßer Ausführung normgerecht ist und den allgemein anerkannten Regeln der Technik entspricht. Diese bituminöse Bauweise ist damit in vielen Fällen eine durchaus bedenkenswerte Alternative zu den OS 8- und OS11-Systemen.

Die Nettokosten im Vergleich

Betrachtet man die Investitionskosten, so liegt der Quadratmeterpreis bei OS 8-Systemen inkl. Untergrundvorbehandlung bei 20 bis 30 Euro, bei verschiedenen OS 11-Systemen zwischen 30 und 45 Euro und bei den bituminösen Systemen mit zwei Lagen Schweißbahn und einer Schutzschicht aus Asphaltbeton bei 45 bis 60 Euro. Kalkuliert man allerdings die Gesamtkosten bezogen auf die Lebenszeit von 50 Jahren, verändert sich das Bild: Unter Berücksichtigung der jeweiligen Instandsetzung und der Wartung ergeben sich spezifische Quadratmeterkosten von etwa 180 Euro für OS 8-Beschichtungen, von etwa 350 Euro für OS 11- und von etwa 160 Euro für bituminöse Bauweisen.

Handlungsempfehlungen zum Oberflächenschutz

Die aktuellen Untersuchungen und Berechnungen zeigen, dass bituminöse Bauweisen langfristig wirtschaftlich sein können, auch wenn die Investitionen zunächst höher sind als bei den gängigen kunstharzbasierten Oberflächenschutzsystemen. Grundsätzlich weist Tüv Süd aber darauf hin, dass eine Entscheidung, welche Art von Oberflächenschutz im Einzelfall die sinnvollste und wirtschaftlichste ist, immer von einer Gesamtbetrachtung abhängt, die u.a. Nutzungsart und -intensität, Alter des Bauwerks und Lebenszykluskosten einbezieht. Diese Randbedingungen sollten objektbezogen von erfahrenen Experten unter Berücksichtigung von bautechnischen und betriebswirtschaftlichen Aspekten analysiert werden. In diesem Zusammenhang ist neben dem Oberflächenschutz als entscheidender Planungsparameter die Frage nach der Erfordernis von Gefälle in Parkbauten zu nennen, die in der vergangenen Zeit immer wieder im Fokus der Fachwelt steht.

Chloridschutz bei Parkbauten
Chloridschutz bei Tiefgaragen: Die bituminöse Bauweise ist in vielen Fällen eine bedenkenswerte Alternative zu OS 8- und OS11-Systemen.

Gefälle und Pfützen

Spricht man von Gefälle in Parkbauten, so ist dies in der Regel mit der Vorstellung von Pfützenfreiheit verbunden. Dass dies nicht der Fall sein muss, zeigt Ilja Irmscher in seinem „Handbuch und Planungshilfe für Parkhäuser und Tiefgaragen“ auf. Hier führt er u.a. aus, dass ein sicheres Ablaufen von Wasser sogar erst bei einem Mindestgefälle von 2,5 % möglich ist. Dies wirft die Frage auf, ob denn somit alle Parkbauten grundsätzlich ein Gefälle von >2,5 % aufweisen müssen, um nutzungsfreundlich und gebrauchstauglich zu sein. Aus Sicht von Tüv Süd ist diese Frage differenziert zu betrachten, da die Erfordernis eines Gefälles in Parkbauten von zahlreichen Faktoren abhängt wie beispielsweise:
 
- Geografische Lage des Objekts, Anzahl der Schneetage pro Jahr
- Fahrzeugfluktuation bzw. Fahrzeugwechsel pro Tag und Stellplatz
- Gesamtanzahl der Stellplätze bzw. Größe des Parkhauses
- Handelt es sich um eine öffentliche oder private Garage?
- Rauigkeit der Oberfläche des Fahrbahnbelags (Wahl des Oberflächenschutzes)
- Pufferungsmöglichkeit von Feuchtigkeit im Fahrbahnbelag
- Ebenheit der Oberfläche
- Austrocknung bzw. Verdunstung: mechanische Be- und Entlüftung oder natürliche Querlüftung?
- Ist es eine unterirdische, geschlossene Garage oder oberirdisches, offenes Parkhaus?
- Wertigkeit des Objekts, Zumutbarkeit von Pfützen bzw. Wasserfilmen
- Gefahr von Eisbildung im Winter aufgrund der Exposition der befahrenen Flächen
 
Gefälle muss also immer im Zusammenhang mit anderen Randbedingungen betrachtet und in deren Abhängigkeit für jedes Objekt individuell festgelegt werden. Eine pauschale Forderung nach Gefälle lässt sich nach Auffassung von Tüv Süd nicht ableiten.
Größere, tiefe Pfützen werden vor allem im Bereich der Verkehrsflächen für Fußgänger als Beeinträchtigung der Nutzungsfreundlichkeit eines Parkbaus empfunden. Ziel jedes Entwurfs sollte es sein, derartige negative Effekte im Betrieb eines Parkbaus zu vermeiden.
Aber wie kann Pfützenbildung reduziert werden? Zur Beurteilung einer Nutzereinschränkung ist zunächst zu klären, ab welcher Wassertiefe von einer Pfütze die Rede ist und welche Pfützentiefen toleriert werden können.
Pfützen können selbst bei Gefälle aufgrund von Unebenheiten im Fahrbahnbelag entstehen. Gemäß DBV-Merkblatt „Parkhäuser und Tiefgaragen“, Ausgabe 2010, gelten Flächen mit Pfützentiefen von bis zu 2 mm zuzüglich der Rauhtiefe der Oberfläche als pfützenfrei. Nach Irmscher können vor allem im Winter durch größere Fahrzeuge (z.B. SUV) bis zu 35 Liter Wasser je Stellplatz eingetragen werden. Bei einer ideal ebenen Oberfläche würde sich dieses Wasser gleichmäßig auf der Fläche des Stellplatzes von ca. 12-13 m² als ein Wasserfilm von ca. 3 mm verteilen. Realitätsnäher ist ein durchschnittlicher Wassereintrag von ca. 20 Liter je Stellplatz, was einem gleichmäßig verteilten Wasserfilm von ca. 1,5 mm entspräche. Ein derartiger Wasserfilm ist nach der Definition im einschlägigen DBV-Merkblatt noch nicht als Pfütze zu bezeichnen.
In der Baurealität können ideal ebene Flächen auch bei Vorgaben zur Einhaltung erhöhter Toleranzen nach DIN 18202 nicht zuverlässig ausgeführt werden. In Teilbereichen werden also auch bei vorgabegemäß ebenen Flächen ohne Gefälle Pfützen in geringem Umfang unvermeidbar sein. Gleiches gilt aber auch für Parkdecks mit Gefälle. Selbst bei einem Gefälle von 2,5 % kann es aufgrund lokaler Unebenheiten und Intoleranzen zu Ansammlung von eingeschlepptem Wasser kommen. Was ist also zumutbar?
Pfützen sollten vor allem im Ein- und Ausstiegsbereich von Fahrzeugen sowie auf durch Fußgänger genutzten Verkehrsflächen bzw. Hauptverkehrswegen zu Treppenhäusern und Gebäudezugängen vermieden werden. Außerdem sollte die Pfützentiefe maximal 4-5 mm betragen, damit diese Flächen mit üblichem Schuhwerk auch begangen werden können. Dies wird auch von Irmscher bestätigt, der ausführt, dass im Winter die Benutzung von entsprechendem Schuhwerk vorausgesetzt und daher eine Pfützentiefe von ca. 4-5 mm akzeptiert werden könne. Welche Auswirkungen aber haben nun die genannten Erkenntnisse zu Pfützenbildung, Ebenheit und Gefälle auf Planung und Entwurf von Parkbauten?

Konsequenzen für Planung und Entwurf

Aus Tüv Süd-Sicht sind bezüglich des Gefälles bei Parkbauten folgende Grundkonzepte möglich, die gemeinsam mit den oben genannten Planungsparametern im Zuge von Planung und Entwurf betrachtet und ggf. modifiziert werden müssen:
1. Verzicht auf Gefälle und Ausbildung einer ebenen Oberfläche z.B. nach DIN 18202, Tabelle 3, Zeile 2, um einen gleichmäßig verteilten Wasserfilm zu erzielen. Das ist nur bei begrenzter Fluktuation bzw. begrenztem Feuchtigkeitseintrag möglich. Bei erhöhten Anforderungen an die Ebenheit: Ausführung nach DIN 18202; Tabelle 3, Zeile 3 (Minimierung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens kleinerer Pfützen)
2. Verzicht auf Gefälle, Wahl eines Belags mit hohem Puffervermögen (z.B. Asphaltbeton auf Tiefgaragenbodenplatten und Zwischendecken). Das ist ebenfalls nur bei begrenzter Fluktuation bzw. begrenztem Feuchtigkeitseintrag möglich.
3. Ausbildung eines Gefälles ≥2,5%, zur gezielten Ableitung von eingebrachtem Wasser in Verbindung mit weiteren Entwässerungseinrichtungen (Rinnen, Abläufe etc.), insbesondere bei stärkerer Fluktuation oder auf nicht überdachten Freidecks. Bei Ausführungen mit Gefälle ist in Verbindung mit der Rauhigkeit des Belags darauf zu achten, dass Einkaufswagen oder Koffer nicht von selbst wegzurollen beginnen. bi 

Kontakt zum Autor:

TÜV SÜD Industrie Service GmbH, Abteilung Bautechnik, Westendstraße 199, 80686 München, Dipl.-Ing. Norbert Swoboda, Telefon: 089 5791-3935, bautechnik@tuev-sued.de