Industriefußboden­konstruktion mit Fußbodenheizung

Spannungsanhäufungen aufgrund fehlender Bewegungs­fugen und nicht funktionstauglich hergestellten Randfugen.

In einer neu erstellten Produktionshalle hat ein Generalunternehmer eine neue, beheizte Industriefuß­bodenkonstruktion hergestellt. Der öffent­lich bestellte und vereidigte Berufssachverständige und Lehrbeauftragte Siegfried Heuer wurde von der Bestellerseite beauftragt, diese Indus­trie­fußbodenkonstruktion nach den ­allgemein anerkannten Regeln der Technik zu überprüfen und über den vorgefundenen Sachverhalt ein außergerichtliches Beweissicherungsgutachten im Rahmen der Umkehr der Beweislast zu erstatten.

Besondere Anmerkungen
Nach Angaben der Beauftragten der beteiligten Parteien soll die nach­folgende Fußbodenkonstruktion vorliegen: Unterbau aus Frostschutz­­material, 40 mm Bausteingewebe mit ­Abstandhalter zum Frostschutz, Herstellung der Fußbodenheizungsrohrsysteme, Beton mit Metallfasereinstreuung = Stahlfaserbeton (Beton­dicke ca. 20 cm). Ob und inwieweit die Auf- und Ab­heizphase der Fußbodenheizung einschließlich dem Funktionsheizen entsprechend den allgemein anerkannten Regeln der Bautechnik (= Schnittstellenkoordination) statt­gefunden hat bzw. funktionstauglich durchgeführt wurde, konnte anlässlich des Gutachtertermins nicht nachvollziehbar geklärt werden.

Die anwesenden Beauftragten der beteiligten Parteien anlässlich des Gutachtertermins haben zu Protokoll gegeben, dass kein Fugenplan erarbeitet worden ist, also kein Fugenplan vorgelegen hätte.

Aus dem Leistungsverzeichnis = Titel 06 »Beton- und Stahlbetonarbeiten« ist unter Ziffer 06.006 Folgendes ­nachzulesen: Bodenplatte aus Beton C25/30 F4 0/16, 20 cm dick, liefern und herstellen, inklusive 25 kg Stahlfaserbewehrung/cbm, Flügelglätten mit Hartkorneinstreuung, Fugenschnitte der Bodenplatte.

Bezogen auf die Aussagen »Flügel­glätten mit Hartkorneinstreuung« handelt es sich hierbei um eine Grund­fläche von ca. 1000 m², die vorge­nannte Bodenplatte weist insgesamt eine Abmessung von 1203,00 m² auf.

Besondere Feststellungen
Zum Zeitpunkt des Gutachtertermins war die hier in Rede stehende Indus­triefußbodenkonstruktion in der Produktionshalle großflächig frei zugänglich, da der Produktionsbetrieb zu ­diesem Zeitpunkt ruhte. Die an Ort und Stelle ermittelten Raumklima­bedingungen wurden mit dem Infrarot-Thermometer = »TESTO 845« mit Switch-Optik ermittelt und auch ­dokumentiert.

Hierbei handelt es sich um ein elektronisches Infrarotgerät mit umstellbarer Optik für Messungen im Fernfeld und im Scharfpunkt, ausgerüstet mit einer sehr hellen Kreuzlasermarkierung zur Darstellung des realen Messbereichs, Referenzgenauigkeit ± 0,75 Grad Cel­sius mit enorm schneller Messtechnik (Scanning 100 ms), Auf­lösung 0,1 Grad Celsius, Messbereich –35 bis +950 Grad Celsius.

Die nachfolgenden Werte = Mittel­werte aus einer Vielzahl von Einzel­mes­sungen wurden festgestellt: rela­tive Luftfeuchtigkeit = 55,8 Prozent, Boden­temperatur = 17,0 Grad Celsius, Taupunkttemperatur = 9,1 Grad Cel­sius.

Die Flurförderzeuge (Hubwagen, Gabelstapler) wurden ebenfalls in Augenschein genommen, überwiegend ist im Einsatz ein Flurförderfahrzeug mit der Bezeichnung = »Linde« (Leergewicht beträgt 2000 kg).

Nach Aussagen der Beauftragten der Bestellerin ist von einer Gesamtbe­lastung des vorgenannten Flurförderfahrzeuges von 4000 kg auszugehen (verteilt über Radpressdruckbelastung = Gummibereifung).

Besondere weitere Feststellungen
Die jeweiligen Betonfelder, unterteilt durch Scheinfugen/Kellenschnitte, wiesen Abmessungen von 10 x 6 m auf. Die Produktionshalle weist eine Abmessung von einer Länge = 50 m und einer Breite von 25 m auf. Die Scheinfugen/Kellenschnitte (angeschnittene Fugen) wiesen, unterschiedlich verteilt, Kantenbrüche (mechanische Beschädigungen) auf. Die vorgenannten Scheinfugen/Kellenschnitte wiesen, bedingt durch Verunreinigungen, ins­beson­dere »Schleifrückstände«, sehr unterschiedliche Fugentiefen (geprüft mit einem Metallspachtel und Fotometer/Metermaß) von 20 mm bis maximal 50 mm Tiefe auf. Die angeschnittenen ­Fugen waren nicht überall geradlinig zu den jeweiligen Metallstützen hingehend ausgebildet; von einer funk­tionsfähig ausgebildeten/eingeschnittenen Scheinfuge kann diesbezüglich nicht die Rede sein. Von den vorgenannten »Sollrissfugen« = Kellenschnitten ausgehend, wurde eine Vielzahl Risse geradlinig ermittelt, einhergehend mit weitergehenden Krakelee­rissen. Einzelne Fugen (= Scheinfugen) wiesen Erhöhungen aufgrund der nicht funk­tionstauglichen Einschnitte und fehlenden Bewegungsfugen auf.

Unabdingbar: erforderliche Bewegungsfugen
Bezogen auf die hier in Rede stehende beheizte Fußbodenkonstruktion in der gesamten Produktionshalle/Werkhalle der Bestellerin fehlen funktionstaug­liche Randfugen/Raumfugen sowie unabdingbar erforderliche Bewegungs­fugen.

Jeweils zu den angrenzenden Bauwerksteilen, aber auch zu den Metallstützen hingehend, wurden keine funktionstauglichen/funk­tions­fähigen Randfugen/Raumfugen ermittelt. Die gesamte Industriefußbodenplatte (die »Betonscheibe«) weist Spannungs­anhäufungen auf und zwar aufgrund fehlender Bewegungsfugen und nicht funktionstauglich hergestellten Randfugen/Raumfugen zu den jeweiligen angrenzenden Bauwerksteilen hin­gehend. Im hinteren Teilbereich der Produktionshalle, dort wo sich eine Tagesansatzfuge befindet, wurden erhebliche Ausbrüche mit zusätz­lichen Rissen innerhalb der Fuge zu den angrenzenden Flächenbereichen hin­gehend innerhalb des Betonuntergrundes ermittelt.

Die bisher durchgeführten Nach­­er­fül­lungen mit einem Reaktionsharz brachten nicht den gewünschten ­Erfolg, eine erhebliche unübliche Harzvolumenkonzentration (Reaktionsharz ohne Quarzsandabstreuung) war nachweisbar.

Aufgrund des beschriebenen Sachverhalts hinsichtlich der Schäden innerhalb der Industriefußbodenkonstruk­tion ist festzustellen, dass diese ­beheizte Lastverteilungsschicht mit erheblichen Mängeln behaftet ist, die den Wert und die Tauglichkeit zu dem gewöhnlichen und den im Vertrag ­vorausgesetzten Gebrauch aufheben und mindern. Die bereits mehrfach ­genannte Industriefußbodenkonstruk­tion entspricht somit nicht den allgemein anerkannten Regeln der Technik und den bereits mehrfach genannten Merkblättern und Richtlinien.

Die an Ort und Stelle stichprobenartig durchgeführte Gitterritzprüfung nach Heuer hat ergeben, dass die Ober­fläche des flügelgeglätteten Beton­unter­grundes = Industriefußbodenkonstruktion hohe Oberflächenfestigkeiten aufweist.

Ebenheitsmessung mittels Richtscheit und Messkeile
Die ebenfalls repräsentativ, jedoch stichprobenartig durchgeführten Ebenheitsmessungen entsprechend der DIN 18 202 »Toleranzen im Hochbau – Bauwerke« (mittels Richtscheit und Messkeile) ergaben den Nachweis, dass auf kurzen Nennmaßbereichen grenzüberschreitende Abweichungen vorhanden sind bzw. vorliegen und zwar, wie beschrieben, auf kurzen Nennmaßbereichen, zum Beispiel 7 mm auf einem Nennmaß/einer Messstrecke von 1,40 m und auch auf einem Nennmaß/einer Messstrecke von 1,80 m. Im Bereich der Scheinfugen/Scheinfugenschnitte wurden zum Beispiel buckelartige Erhöhungen ermittelt und zwar bezogen auf eine waagerechte Ebene bis zu maximal 12 und 14 mm.

Die Bohrkernentnahme/Probenentnahme erfolgte, aufgrund der beheizten Konstruktion, nur in einer Dicke von 10 bis 11 cm. Es konnte festgestellt werden, dass es sich hierbei also nicht nur um Oberflächenrisse handelt, sondern es wurden durchgehende­ Risse, bezogen auf die persönlich ent­nom­menen Proben, ermittelt.

Zusammenfassende Beurteilung
Zum Zeitpunkt des Gutachtertermins war die Nutzungs- und Gebrauchstauglichkeit sowie die Werterhaltung und Wertschöpfung sowie Nachhaltigkeit der hier in Rede stehenden Indus­triefußbodenkonstruktion (= beheizte Lastverteilungsschicht) in dieser hier bereits mehrfach genannten Produk­tionshalle/Werkhalle des Bestellers ­erheblich beeinträchtigt. Aufgrund der fehlenden funktionstauglichen Randfugen/Raumfugen und fehlenden Bewegungsfugen sowie einer Vielzahl Risse entspricht die Industriefuß­bodenkonstruktion, also die Stahl­faserbetonebene, nicht den allgemein anerkannten Regeln der Bautechnik und auch nicht den vertraglichen ­Vereinbarungen der Parteien.
Es wurden folgende Schadenspara­meter ermittelt: unterschiedlich breite Längs- und Querrisse sowie Kreuzrisse in sehr unterschiedlichen Breiten­abmessungen, jedoch größer 0,5 mm, Kantenabbrüche/Kantenbrüche im Bereich der Scheinfugenausbildungen, partielle Aufwölbungen/Verformungen der Betonbodenplatte von den ­jeweiligen Scheinfugen ausgehend. Besonders gravierend waren die handwerklichen Fehlleistungen = gravierendes Flickwerk durch Risssanierungen mittels Epoxidharzsystemen.

Allgemeine Hinweise bezüglich Fugenplan und Fugenausbildungen
Fugen dienen zur Aufnahme von Längenänderungen aus Schwinden und Temperaturänderungen und sie vermindern die Rissbildung. Die Anordnung und die Teilausbildung von Be­wegungs-, Raum- und Scheinfugen sind bereits bei der Planung zu beachten. Die Lage, die Abmessungen und die Ausführungsdetails sind in einem Fugenplan darzustellen. Die Fugenkanten werden durch die Verkehrsbelastung des Hallenbodens besonders hoch beansprucht. Sie stellen daher Schwachstellen dar und sind deshalb sorgfältig auszuführen und gegebenenfalls auch zu warten. Fugenkanten unterliegen rollender, schlagender und stoßender Belastung. Infolge freigesetzter Hydratationswärme während der Erhärtung des ­Betons sowie ­jahreszeitlicher und nutzungsbedingter Temperaturschwankungen treten Temperaturgradienten innerhalb der Betonplatte auf, die bei Verformungsbehinderungen zu zen­trischen Zwangspannungen, Biegezwangspannungen und Eigenspan­nungen führen.

Fugenplan ist Aufgabe des Planers
Die Erstellung des Fugenplanes ist Aufgabe des Planers. Im Fugenplan sind insbesondere die Einbauteile in der Betonplatte, wie zum Beispiel Gru­benfundamente, Einzelfundamente, Schächte, Ablaufrinnen und auf­­gehende Bauteile zu berücksichtigen.

Es sind quadratische oder gedrungene rechteckige Felder anzustreben; das Längen-/Breitenverhältnis der Plattenfelder soll 1,5:1 nicht überschreiten. Wichtige Einflussgrößen für den Fugenabstand sind: Plattendicke, Tem­peratur und Trocknungsbedingungen, vorhandene Einbauteile in der Platte, Gleitmöglichkeiten der Platte auf der Unterkonstruktion, statische Auflast und wechselnde Lasten (Nutzlasten, statische und dynamische Einwirkung), besondere Anforderungen bei der Nutzung.

In der Praxis hat sich ein Fugen­abstand bis zum 40-fachen der Plattendicke bewährt.
Bezogen auf die Herstellung und Ausbildung von Scheinfugen ist auszu­sagen, dass diese frühestmöglichst in den jungen Beton eingeschnitten ­werden. Die Fugenschnitte haben eine Schnitttiefe von einem Viertel bis zu einem Drittel der Plattendicke, wobei eine gegebenenfalls vorhan­dene obere Bewehrung durchtrennt wird. Neben heizungstechnischen Anfor­derungen sind bei der Planung von ­beheizten Industrieböden weitere Sachverhalte zu berücksichtigen: Verwendung von sauerstoffdichten Heizungsrohren aus hochdruckvernetztem­ Polyethylen, Einbohrtiefen für nachträgliche Befestigung etc.

In dem bereits mehrfach genannten Zusammenhang mit dem Planen und Bemessen thermisch aktiver Fuß­bodenflächen ist der Fugenplan von besonderer Wichtigkeit. Die Heiz- bzw. Kühlkreise sind bekanntermaßen so anzuordnen, dass lediglich deren Anbindeleitungen die Bewegungsfugen kreuzen.

Wie bereits beschrieben, sind in der Regel gedrungene Betonfelder mit ­einer maximalen Größe von 40 m² zu beachten.

Siegfried Heuer