Gründung/ Unterbau

Die Gründung übernimmt die Lastabtragung eines Bauwerks und bildet den Übergang zwischen Gebäude und Baugrund.
Es gibt konkrete Aspekte der Nachhaltigkeit, die in diesem Zusammenhang oft vernachlässigt werden. In der folgenden Kategorie "weitere Funktionen" gehen wir auf einige Aspekte Beispielhaft ein.

Weitere Funktionalitäten wie:

Biodiversität erhalten

Bei jeder Baumaßnahme ist darauf zu achten, dass der Versiegelungsgrad so gering wie möglich gehalten wird, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren.
Bestandsnutzung, Nachverdichtung bestehender Strukturen durch z.B. Aufstockung und Flächenrecycling sind dem "Bauen auf der grünen Wiese", also dem Versiegeln neuer Flächen, vorzuziehen. Es ist ratsam schon während der Planung auf eine effiziente Nutzung der zu bebauenden Fläche zu achten. Grünflächen mit hoher biologischer Vielfalt sind zu schützen und zu stärken.

Grundsätzlich sollte bei jedem Bauvorhaben abgewogen werden, ob ein Untergeschoss notwendig ist. 
Der Bau von Kellern und Tiefgaragen führt zu massiven Eingriffen in den Boden und beeinflusst den Wasser- und Feuchtehaushalt der Umgebung.
Untergeschosse sind in der Regel schlecht belichtet und müssen auf Grund ihrer Lage belüftet werden. Eine Umnutzung ist im Gegensatz zu oberirdischen Bauwerken nicht oder nur stark eingeschränkt möglich.
Durch den Verzicht auf Untergeschosse können nicht nur Kosten, sondern auch erhebliche Ressourcen und die mit der Stahlbetonherstellung verbundenen Emissionen eingespart werden.
Zur Erhaltung der vorhandenen Biodiversität im Boden sind auch aufgeständerte Bauwerke denkbar. 

Schraubenfundament
Schraubenfundament
Sanierung

Insbesondere bei Bestandssanierungen (Sanierung und Renovierung) bieten sich rein mineralische Spezialtone zur Abdichtung an. Die kunststoff- und bitumenfreie Alternative aus Lehm und Ton gehört zu den ältesten Abdichtungsvarianten. Moderne, optimierte Tonmischungen sind frei von Rissbildungen durch Temperaturextreme, wurzelfest sowie effizient und einfach zu verarbeiten. Als Naturprodukt kann der Ton nach Nutzungsende mit dem Erdreich vermischt werden, eine aufwändige Entsorgung entfällt.

Werden Gebäude im Zuge von energetischen Sanierungen ertüchtigt, ist immer auf die möglicherweise steigende Radonbelastung zu achten: so wird die "natürliche" Belüftung mit neuen, dichten Fenstern eingeschränkt - Undichtigkeiten in der Bestandsbodenplatte können ggf. aber kaum geschlossen werden. Zur Beratung über geeignete bauliche Maßnahmen, wie zum Beispiel zusätzliche Abdichtungen, Absaugung oder notwendige Belüftung, sollte eine Radonfachperson hinzugezogen werden (Innenraumluftqualität). 

Nachhaltige Option für Garagen und Tiefgaragen

Zur Einsparung von Ressourcen und damit einhergehender Emissionen sollte immer geprüft werden, ob (Tief-)Garagen eine Bodenplatte und damit eine Abdichtung benötigen. Empfehlenswert sind gepflasterte Stellflächen, die die Grundfläche nicht vollständig versiegeln. Anfallendes Wasser kann durch die Fugen in den Untergrund versickern.


 

 

Beispielprojekte
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Beispielprojekt - Äerdscheff

Äerdschëff (LU)

Gesunde Baumaterialien, Umweltauswirkungen, Planung und Organisation
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Campus Geenzepark_Credit Caroline Martin

Campus Geenzepark (LU)

Gesundheit, Umweltimpakt, Kreislaufwirtschaft. Planung und Organisation
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Parkhaus looppark

Parking Automobility Campus in Bissen (LU)

Umweltimpakt, Kreislaufwirtschaft

Das Looppark-Projekt, gelegen in Bissen im “Campus Automotive”, verkörpert eine neue Ära im nachhaltigen und zirkulären Bauen und bietet ein Modell für Flexibilität und architektonische...

Bauelemente
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Ganzheitlich betrachten und nachhaltige Entscheidungen treffen

Für eine ganzheitliche Betrachtungsweise sind  die wichtigsten Parameter der Nachhaltigkeit  wie baubiologische und materialökologische Kriterien sowie Aspekte des kreislaufgerechten und klimanangepassten Bauens heranzuziehen.

Wir haben diese Parameter für einige ausgewählte Konstruktionen für Sie beispielhaft zusammengetragen:

Allgemein

Gründung mit Untergeschoss

Die Gründung wird je nach Bauart des Gebäudes dimensioniert. Durch eine Optimierung der Bauwerkskonstruktion können die Fundamente kleiner ausgeführt werden. Um die Masse des oberirdischen Bauwerks zu reduzieren, können zum Beispiel Skelettkonstruktionen aus Stahl, Stahlbeton oder Holz eingesetzt werden (Außenwand). 
Auch Hohlkörper- oder Rippendecken aus Stahlbeton, Holz-Beton-Hybriddecken oder Brettstapeldecken können Lasten gegenüber der klassischen Ortbetonbauweise verringern (Decken).
Durch die eingesparten Ressourcen werden auch Emissionen reduziert. (Umweltimpakt).
Bei nicht ausreichender Tragfähigkeit des Untergrundes müssen die Lasten über Tiefgründungen (z.B. Stahlbetonpfähle) in tiefere Bodenschichten abgeleitet werden.

Weiße Wanne
Gründung - Weiße Wanne

Gründung ohne Untergeschoss

Wird auf eine Unterkellerung verzichtet, können erhebliche Kosten-, Ressourcen- und Zeiteinsparungen bei der Bauausführung erzielt werden (Umweltimpakt).
Durch eine Optimierung der Bauwerkskonstruktion können die Fundamente kleiner ausgeführt werden. Um die Masse des oberirdischen Bauwerks zu reduzieren, können zum Beispiel Skelettkonstruktionen aus Stahl, Stahlbeton oder Holz eingesetzt werden (Außenwand). 
Auch Hohlkörper- oder Rippendecken aus Stahlbeton, Holz-Beton-Hybriddecken oder Brettstapeldecken können Lasten gegenüber der klassischen Ortbetonbauweise verringern (Decken).
Durch die eingesparten Ressourcen werden auch Emissionen reduziert. (Umweltimpakt).
Bei nicht ausreichender Tragfähigkeit des Untergrundes müssen die Lasten über Tiefgründungen (z.B. Stahlbetonpfähle) in tiefere Bodenschichten abgeleitet werden.
Bei ausreichender Tragfähigkeit des Untergrundes können Flachgründungen eingesetzt werden.

Klimaangepasstes Bauen

Gründung mit Untergeschoss

Um die kühlende Wirkung des Erdreichs zu nutzen, kann es vor allem in Hanglagen sinnvoll sein, Nutzräume - bei ausreichender Belichtung - auch im halb eingegrabenen Gebäudebereich anzuordnen. Dabei sind die notwendigen Radonschutzmaßnahmen zu beachten (Innenraumluftqualität).

Bereits während der Planung ist es ratsam, Vorsorgekonzepte gegen Starkregen und Hochwasser zu erarbeiten: Dazu gehören bauliche Maßnahmen am Gebäude wie Überdachungen von Zugängen, Aufkantungen und Schwellen von Tür- und Fensteröffnungen sowie Lichtschächte mit leistungsfähigen Entwässerungssystemen. Es wird empfohlen, eine Möglichkeit vorzusehen, mit der eingedrungenes Wasser schnell aus dem Untergeschoss entfernt werden kann.
Die Anlagentechnik, die meist in Nebenräumen im Untergeschoss untergebracht ist, sollte vorsorglich hochwassersicher installiert werden.
Bereits durch die Gestaltung des Gebäudeumfeldes kann das anfallende Wasser effektiv vom Bauwerk abgeleitet werden: 
Um große Flächen für die Speicherung bzw. den verzögerten Abfluss von Niederschlagswasser zur Verfügung zu stellen, ist die Versieglung der Freiflächen um das Gebäude so gering wie möglich zu halten.

Gründung ohne Untergeschoss

Bereits während der Planung ist es ratsam, Vorsorgekonzepte gegen Starkregen und Hochwasser zu erarbeiten: Dazu gehören bauliche Maßnahmen am Gebäude wie Überdachungen von Zugängen, Aufkantungen und Schwellen von Tür- und Fensteröffnungen.
Die Anlagentechnik, die meist in Nebenräumen im Untergeschoss untergebracht ist, sollte vorsorglich hochwassersicher installiert werden.
Bereits durch die Gestaltung des Gebäudeumfeldes kann das anfallende Wasser effektiv vom Bauwerk abgeleitet werden: 
Um große Flächen für die Speicherung bzw. den verzögerten Abfluss von Niederschlagswasser zur Verfügung zu stellen, ist die Versieglung der Freiflächen um das Gebäude so gering wie möglich zu halten. 
 

Zirkuläres Bauen

Gründung mit Untergeschoss

Für Untergeschosse ist die Ausbildung einer weißen Wanne zu empfehlen. Die Einsparung von Abdichtungsebenen ist ressourcenschonend und begünstigt eine spätere Weiterverwertung des Betons, indem Verklebungen vermieden werden. Um den Eintrag von Schadstoffen zu verhindern und ein sortenreines Recycling zu fördern, sind Fugenbleche eine empfehlenswerte Option.
Die Ausbildung einer braunen Wanne ist eine Alternative zu herkömmlichen Flächenabdichtung: Dabei wird eine weiße Wanne - ohne teure Rissbewehrung - mit einem speziellen, extrem quellfähigen Tonmineral (Bentonit) abgedichtet, das in geotextile Vliesstoffe eingebettet ist. 
Diese Matten benötigen keine Verklebung und können nach dem Rückbau in ihre Bestandteile getrennt werden.

Es wird empfohlen, Dämmung und Abdichtung so zu wählen, dass keine unlösbaren Verbindungen entstehen, die ein späteres Recycling der Dämmung selbst und der Tragkonstruktion verhindern.

Ist keine weiße Wanne vorhanden, ist auch die Verwendung von lose verlegten Abdichtungssystemen möglich.
Dabei werden die Nähte und der Übergang zur Abdichtungsbahn der Sohle thermisch verschweißt. Vor der Verfüllung der Baugrube erfolgt eine Dichtigkeitsprüfung. Das Abdichtungssystem wird nicht mit der Betonwand verklebt und kann damit sortenrein zurückgebaut werden.

Eine umweltfreundlichere Alternative zu geschäumten Perimeterdämmungen stellt zum Beispiel lose verlegter und verdichteter Schaumglasschotter dar. Schaumglasschotter kann unter der Bodenplatte sowie als vertikale Dämmung von Kellerwänden eingesetzt werden. Dafür wird der Schaumglasschotter in Geotextilsäcke gefüllt.
Obwohl seine Herstellung energieintensiv ist, bietet Schaumglas viele Vorteile für nachhaltiges Bauen: Es ist schadstoffarm, wärmedämmend, lastabtragend, drainagefähig, nicht brennbar und extrem langlebig. Der aus bis zu 100% Altglas bestehende Schaumglasschotter ist zudem rückbaubar und wiederverwendbar, da er nicht verklebt werden muss.

Gründung ohne Untergeschoss

Punkt- und Streifenfundamente werden in der Regel aus Stahlbeton hergestellt.
Um die Kreislauffähigkeit der Gründung zu erhöhen, können Fundamente aus Fertigteilen eingesetzt werden. Die Vorteile liegen im zügigen Baufortschritt, der sofortigen Tragfähigkeit und dem witterungsunabhängigen Arbeiten. Darüber hinaus können Fundamentfertigteile am Ende des Lebenszyklus eines Bauwerks rückgebaut und wiederverwendet werden.
Wird auf bereits versiegelten Flächen gebaut, stellt der Erhalt von Fundamenten bzw. eines gesamten Kellers am selben Standort eine weitere interessante Option dar. Mögliche Schäden wie Risse, Abplatzungen, Poren, Lunker, Kiesnester, Verschmutzungen und Ausblühungen sowie stehendes Wasser und Undichtigkeiten sind bei diesem Lösungsansatz durch eine visuelle Eignungsprüfung zu berücksichtigen. Zur Gewährleistung der Tragfähigkeit sind ggf. statische Verstärkungen notwendig. 

Eine weitere noch nicht sehr verbreitete Möglichkeit ist die Verwendung von gesägten Betonplatten aus Rückbauprojekten. Diese können zum Beispiel als Punktfundamente oder zur Verstärkung bestehender Strukturen verwendet werden. Dadurch werden Ressourcen und damit Emissionen eingespart: Es werden keine neuen zementären Bindemittel benötigt, die während des Abbindeprozesses CO2 freisetzen. 
Betonrezyklat kann auch als Ausgleichsschicht und Unterbau eingesetzt werden. Dabei sind jedoch die Transportwege zu berücksichtigen: Um unnötige Beförderungen zu vermeiden kann im günstigsten Fall der anfallende Betonabbruch vor Ort oder in der Nähe weiterverwendet werden.
"Es wird empfohlen, Dämmung und Abdichtung so zu wählen, dass keine unlösbaren Verbindungen entstehen, die ein späteres Recycling der Dämmung selbst und der Tragkonstruktion verhindern.

Eine interessante Möglichkeit ist die Flächenabdichtung mit einem speziellen, extrem quellfähigen Tonmineral (Bentonit), das in geotextile Vliesstoffe eingebettet wird:
Diese Matten benötigen keine Verklebung und können nach dem Rückbau in ihre Bestandteile getrennt werden.
Eine umweltfreundlichere Alternative zu geschäumten Perimeterdämmungen stellt zum Beispiel lose verlegter und verdichteter Schaumglasschotter dar. Schaumglasschotter kann unter der Bodenplatte sowie als vertikale Dämmung von Kellerwänden eingesetzt werden. Dafür wird der Schaumglasschotter in Geotextilsäcke gefüllt.
Obwohl seine Herstellung energieintensiv ist, bietet Schaumglas viele Vorteile für nachhaltiges Bauen: Es ist schadstoffarm, wärmedämmend, lastabtragend, drainagefähig, nicht brennbar und extrem langlebig. Der aus bis zu 100 Prozent Altglas bestehende Schaumglasschotter ist zudem rückbaubar und wiederverwendbar, da er nicht verklebt werden muss. 
"Anstelle von Betonfundamenten können für bestimmte Anwendungsfälle auch Schraubfundamente eine interessante Option darstellen:
Erdschrauben werden insbesondere im Garten- und Landschaftsbau, in der Verkehrsinfrastruktur aber auch bei ein- bis dreigeschossigen Gebäuden aus Holz oder Stahl eingesetzt. Die Schraubfundamente werden 50-300 cm tief in den Boden gebohrt.
Die Erdschrauben bestehen in der Regel aus verzinktem, korrosionsgeschütztem Stahl. Der Einbau erfolgt effizient und witterungsunabhängig, eine Belastung ist sofort möglich. Mit Hilfe eines Trägerrostes können aus den Punktfundamenten Streifenfundamente gebildet werden. Aufwändige Erdarbeiten entfallen und großflächige Bodenversiegelungen werden vermieden.
Die Erdschrauben können rückstandsfrei entfernt und wiederverwendet werden.

Bauökologie

Gründung mit Untergeschoss

Werden Punkt-, Streifen- und Plattenfundamente aus Beton hergestellt, sind Betone mit CO2 reduzierten Bindemitteln zu empfehlen:
Bei CEM II + III Betonen wird der üblicherweise verwendete Portlandzementklinker durch z.B. Hüttensande ersetzt, die beim Abbindeprozess deutlich weniger CO2 Emissionen freisetzen. Zudem sollte immer geprüft werden, ob für die Fundamente, Tragschichten und  Sauberkeitsschichten Betone mit Rezyklatanteil eingesetzt werden können. 
Bei Betontrennmitteln und Schalölen ist auf biologisch abbaubare, mineralöl- und lösemittelfreie Produkte zu achten."

Mineralisch und damit lösemittelfrei geklebte Schaumglas- und Mineralschaumplatten sind beispielsweise ökologische Alternativen zu herkömmlichen Perimeterdämmungen. Schaumglasschotter wird ohne Klebstoffe verbaut und trägt somit keine Schadstoffe in die lokale Umwelt ein.

Ist der Einsatz von geklebten Abdichtungsbahnen unumgänglich, so ist zum Schutz der Verarbeitenden und der lokalen Umwelt der Einsatz von lösemittelfreien Produkten zu empfehlen.

Gründung ohne Untergeschoss

Werden Punkt-, Streifen- und Plattenfundamente aus Beton hergestellt, sind Betone mit CO2 reduzierten Bindemitteln zu empfehlen:
Bei CEM II + III Betonen wird der üblicherweise verwendete Portlandzementklinker durch z.B. Hüttensande ersetzt, die beim Abbindeprozess deutlich weniger CO2 Emissionen freisetzen. Zudem sollte immer geprüft werden, ob für die Fundamente, Tragschichten und  Sauberkeitsschichten Betone mit Rezyklatanteil eingesetzt werden können. 
Bei Betontrennmitteln und Schalölen ist auf biologisch abbaubare, mineralöl- und lösemittelfreie Produkte zu achten."

Mineralisch und damit lösemittelfrei geklebte Schaumglas- und Mineralschaumplatten sind beispielsweise ökologische Alternativen zu herkömmlichen Perimeterdämmungen. Schaumglasschotter wird ohne Klebstoffe verbaut und trägt somit keine Schadstoffe in die lokale Umwelt ein.

Eine ökologische, aber kaum verbreitete Alternative zu Bodenplatten aus Stahlbeton ist eine Bodenplatte aus Holz. Die Bodenplatte wird dabei in der Regel auf Schraubfundamente gesetzt. Um Feuchteschäden zu vermeiden und die Belüftung zu gewährleisten, ist ein Abstand von mindestens 50 cm zum Untergrund erforderlich. Als nachwachsender Rohstoff ist Holz ein CO2-Speicher. Die Vorfertigung im Werk bietet auch wirtschaftliche Vorteile.

Baubiologie

Gründung mit Untergeschoss

Um erhöhte, gesundheitsgefährdende Radonkonzentrationen in Gebäuden zu vermeiden, sind in Abhängigkeit von der natürlichen Radonbelastung des Bodens sowohl bei Neubauten als auch bei Sanierungen unterschiedliche bauliche Maßnahmen zu ergreifen.
Außerhalb von Radonvorsorgegebieten genügt in der Regel eine den anerkannten Regeln der Technik entsprechende Abdichtung: So erfüllt beispielsweise eine als "Weiße Wanne" ausgeführtes Untergeschoss gleichzeitig die Anforderung an radondichtes Bauen. Sind Durchdringungen unvermeidbar, sind geeignete Absperrmaßnahmen vorzusehen.
Um das Eindringen von Radon in Gebäude sicher zu verhindern, sind bei Neubauten in Radonvorsorgegebieten gegebenenfalls zusätzliche Schutzmaßnahmen vorzusehen: Dazu gehören u.a. der Einbau von radondichten Folien, Schaffung einer passiven Belüftung mittels durchlässiger Kiesschichten unter der Bodenplatte (Radonbrunnen) und die Vermeidung von Sogwirkungen innerhalb des Gebäudes z.B. durch Kamin- oder Aufzugsschächte. Gasdichte Schaumglasplatten eignen sich zur Abdichtung gegen Radon.
Da die örtliche Situation und die baulichen Gegebenheiten projektspezifisch sehr unterschiedlich sind, sollte zur Beratung über geeignete Maßnahmen eine spezialisierte Radonfachperson hinzugezogen werden.

Gründung ohne Untergeschoss

Um erhöhte, gesundheitsgefährdende Radonkonzentrationen in Gebäuden zu vermeiden, sind in Abhängigkeit von der natürlichen Radonbelastung des Bodens sowohl bei Neubauten als auch bei Sanierungen unterschiedliche bauliche Maßnahmen zu ergreifen.
Außerhalb von Radonvorsorgegebieten genügt in der Regel eine den anerkannten Regeln der Technik entsprechende Abdichtung: So erfüllt beispielsweise eine als "Weiße Wanne" ausgeführte Bodenplatte gleichzeitig die Anforderung an radondichtes Bauen. Sind Durchdringungen unvermeidbar, sind geeignete Absperrmaßnahmen vorzusehen.
Um das Eindringen von Radon in Gebäude sicher zu verhindern, sind bei Neubauten in Radonvorsorgegebieten gegebenenfalls zusätzliche Schutzmaßnahmen vorzusehen: Dazu gehören u.a. der Einbau von radondichten Folien, Schaffung einer passiven Belüftung mittels durchlässiger Kiesschichten unter der Bodenplatte (Radonbrunnen) und die Vermeidung von Sogwirkungen innerhalb des Gebäudes z.B. durch Kamin- oder Aufzugsschächte. Gasdichte Schaumglasplatten eignen sich zur Abdichtung gegen Radon.
Da die örtliche Situation und die baulichen Gegebenheiten projektspezifisch sehr unterschiedlich sind, sollte zur Beratung über geeignete Maßnahmen eine spezialisierte Radonfachperson hinzugezogen werden.

Lebensdauer

Gründung mit Untergeschoss

Massive Stahlbetonbauteile weisen Lebensdauern von mindestens 50 Jahren auf. Wird der Beton bzw. die Bewehrung nicht durch Schadstoffe, wie Tausalze, angegriffen, ist die Nutzungsdauer von Stahlbetonbauteilen in der Regel wesentlich länger.
Herkömmliche Abdichtungen und Dämmstoffe werden mit 30-40 Jahren angegeben. 
Schaumglasprodukte sind unverrottbar und weisen damit ähnlich hohe Lebensdauern wie massive Gründungsbauteile auf. Gleiches gilt für Abdichtungen mit Bentonit (braune Wanne).

Gründung ohne Untergeschoss

Massive Stahlbetonbauteile weisen Lebensdauern von mindestens 50 Jahren auf. Wird der Beton bzw. die Bewehrung nicht durch Schadstoffe, wie Tausalze, angegriffen, ist die Nutzungsdauer von Stahlbetonbauteilen in der Regel wesentlich länger.
Für Schraubfundamente mit entsprechendem Korrionsschutz wird eine Lebensdauer von 100 Jahren angegeben. Herkömmliche Abdichtungen und Dämmstoffe haben eine Lebensdauer von ca. 30-40 Jahren.
Schaumglasprodukte sind unverrottbar und weisen damit ähnlich hohe Lebensdauern wie massive Gründungsbauteile auf. Das Gleiche gilt für Abdichtungen mit Bentonit (braune Wanne).