Izolacje w gruncie wg normy DIN 18533

Niniejszy artykuł jest kontynuacją artykułu „Izolacje w gruncie – podejście według normy DIN 18533”, zamieszczonego w miesięczniku „IZOLACJE” nr 7/8/2021

Stosowanie normy DIN 18533-1

Za punkt odniesienia do doboru rozwiązania technologiczno-materiałowego (nie samego materiału hydroizolacyjnego) norma DIN 18533-1 [1] przyjmuje:

• Stopień obciążenia wodą. Jest on definiowany jako tzw. klasa oddziaływania wody i różni się od stosowanych dotychczas.
• Oddziaływania od podłoża – przyjmując za miarodajne tzw. klasy rys, z uwzględnieniem zmiany szerokości ich rozwarcia, wprowadza dodatkowo klasę mostkowania rys, czyli uwzględnia zachowanie wbudowanych wyrobów wodochronnych wywołane zarysowaniem się podłoża i zwiększeniem rozwartości rys. Dla dylatacji przewidziano tzw. klasę odkształcenia, czyli przemieszczenia krawędzi (nie tylko samą zmianę szerokości).
• Klasy użytkowania pomieszczeń, czyli zdefiniowane wymagania stawiane izolowanym pomieszczeniom (zawilgocenie pomieszczeń).

Norma ta uwzględnia stosowanie następujących materiałów hydroizolacyjnych takich jak:

• rolowe materiały bitumiczne,
• rolowe materiały z tworzyw sztucznych i kauczuku,
• grubowarstwowe modyfikowane polimerami masy uszczelniające (zwane masami PMBC, dawniej masami KMB),
• elastyczne szlamy uszczelniające,
• żywice reaktywne na bazie PMMA (polimetakrylanu metylu), PUR (poliuretanów) lub UP (nienasyconych poliestrów), z ewentualnym dodatkiem mineralnych wypełniaczy.

Przy określaniu przepuszczalności gruntu norma ta, podobnie jak wcześniejsze zalecenia techniczne, za punkt wyjścia przyjmuje współczynnik wodoprzepuszczalności gruntu (współczynnik filtracji) k .

Za grunty silnie przepuszczalne przyjmuje się tu grunty o k   >  10–4 m/s, natomiast dla wartości k  ≤  10–4 m/s podłoże klasyfikowane jest jako słabo przepuszczalne, co oznacza (i jest to wprost powiedziane), że należy się liczyć z możliwością wystąpienia czasowego spiętrzania się wody opadowej.

Taki podział na grunty przepuszczalne i nieprzepuszczalne jest oczywiście uproszczony, a w literaturze technicznej można znaleźć bardziej szczegółowe klasyfikacje:

• bardzo silnie wodoprzepuszczalne: k  >  10^–2 m/s,
• silnie wodoprzepuszczalne: k  od 10^–2 m/s do 10–4 m/s,
• wodoprzepuszczalne: k  od 10^–4 m/s do 10–6 m/s,
• słabo przepuszczalne: k  od 10^–6 m/s do 10–8 m/s,
• bardzo słabo przepuszczalne: k  od 10^–8 m/s do 10–9 m/s,
• prawie wodonieprzepuszczalne: k  <  10^–9 m/s,

jednak takie podejście jest korzystne z punktu widzenia niezawodności i trwałości eksploatacyjnej powłok wodochronnych.
Przykładowe wartości współczynnika k   podawane przez literaturę techniczną przytoczono w TABELI 1.

Klasy obciążenia wilgocią/wodą oznaczane są symbolami od W1-E do W4-E i obejmują:

• obciążenie wilgocią i wodą bezciśnieniową (klasa W1-E podzielona na podklasy W1.1-E oraz W1.2-E),
• obciążenie wodą pod ciśnieniem (klasa W2-E podzielona na podklasy W2.1-E oraz W2.2-E),
• obciążenie wodą bezciśnieniową na stropodachach w gruncie (klasa W3-E),
• obciążenie wodą rozbryzgową w strefie cokołowej oraz wodą podciąganą kapilarnie w ścianach wewnętrznych i stykających się z gruntem (klasa W4-E).

Przy definiowaniu klas obciążenia wilgocią/wodą konieczne jest również uwzględnienie:

• poziomu terenu,
• obliczeniowego poziomu wody gruntowej (w oryginale HGW) – jest to maksymalny poziom wody gruntowej, który należy przyjąć do wymiarowania hydroizolacji,
• poziomu wody powodziowej (w oryginale HHW) – jest to poziom wody odpowiadający podtopieniu lub powodzi, gdy nadziemne części budynku mogą być obciążone okresowo pojawiającą się wodą wywierającą parcie hydrostatyczne.

Przez zalegającą wodę opadową należy rozumieć spiętrzającą się okresowo wodę opadową wywierającą parcie hydrostatyczne na hydroizolację.

Punktem wyjścia do zdefiniowania obciążenia wilgocią jest założenie, że w gruncie zawsze znajduje się woda związana kapilarnie. Z kolei przy obciążeniu wodą bezciśnieniową woda opadowa w postaci ciekłej wsiąka tak szybko, że nie dochodzi nawet do jej czasowego spiętrzania się (wymóg: grunt silnie przepuszczalny o k   >  10^–4 m/s).

W przypadku obiektów posadowionych w gruntach słabo przepuszczalnych ze skutecznie i trwale funkcjonującym drenażem należy przyjmować, że występuje przypadek obciążenia wodą bezciśnieniową.

Obciążenie wilgocią i wodą bezciśnieniową

Wspomniane powyżej klasy obciążenia wilgocią/wodą zdefiniowane są następująco:

• W1.1-E (RYS. 1–2) – obciążenie ścian i płyty fundamentowej wilgocią.
  Występuje wtedy, gdy budynek/budowla posadowiona jest w gruncie przepuszczalnym, a wykopy fundamentowe również zostały zasypane przy użyciu wodoprzepuszczalnego gruntu (k  >  10^–4 m/s). Poziom wody gruntowej musi utrzymywać się co najmniej 50 cm poniżej płaszczyzny izolacji poziomej lub dolnej krawędzi izolacji pionowej, nie może też dochodzić do podnoszenia się poziomu wody w gruncie, niezależnie od przyczyny.

• W1.2-E (RYS. 3–4).
  Różnica w stosunku do wariantu W1.1-E polega na przepuszczalności gruntu i obecności drenażu. Budynek posadowiony jest w gruncie słabo przepuszczalnym (k  ≤  10^–4 m/s), ale woda opadowa odbierana jest przez drenaż. Wymogiem bezwzględnym jest poziom wody gruntowej utrzymującej się co najmniej 50 cm poniżej płaszczyzny izolacji poziomej i nie może dochodzić do podnoszenia się poziomu wody w gruncie, niezależnie od przyczyny. Jest to tzw. obciążenie wodą bezciśnieniową.

• W2.1-E – umiarkowane obciążenie wodą.
  Wariant ten występuje wtedy, gdy:
  – Przypadek 1: (RYS. 5–6). Mamy tu do czynienia z czasowym obciążeniem zalegającą wodą opadową.
  Budynek posadowiony jest w gruncie słabo przepuszczalnym, bez drenażu, najniższa pozioma płaszczyzna izolacji wodochronnej znajduje się nie głębiej niż 3 m poniżej poziomu terenu oraz powyżej poziomu wody gruntowej, a poziom zalegającej wody opadowej (spiętrzonej np. na skutek opadów) nie jest wyższy niż poziom terenu (parcie słupa wody ≤  3 m, obliczeniowy poziom wody gruntowej/poziom wody popowodziowej jest równy z poziomem terenu).

– Przypadek 2 : ( RYS. 7–8 ). Mamy tu do czynienia z obciążeniem wodą gruntową.
Obliczeniowy poziom wody gruntowej znajduje się maksymalnie 3 m powyżej poziomu najniższej izolacji poziomej. Nie ma tu określonego współczynnika wodoprzepuszczalności gruntu.

– Przypadek 3 : ( RYS. 9–10 ). Mamy tu do czynienia z obciążeniem wodą popowodziową.
Oddziaływanie wody powodziowej – do 3 m słupa wody (poziom wody powodziowej znajduje się maksymalnie 3 m powyżej poziomu najniższej izolacji poziomej).

• W2.2-E – intensywne obciążenie wodą.
  Wariant ten występuje wtedy, gdy:
  – Przypadek 1: (RYS. 11). Mamy tu do czynienia z czasowym obciążeniem zalegającą wodą opadową.
  Budynek posadowiony jest w gruncie słabo przepuszczalnym, bez drenażu, najniższa pozioma płaszczyzna izolacji wodochronnej znajduje się więcej niż 3 m poniżej poziomu terenu, a poziom zalegającej wody opadowej (spiętrzonej np. na skutek opadów) nie jest wyższy niż poziom terenu (parcie słupa wody >  3 m).

– Przypadek 2 : ( RYS. 12 ). Mamy tu do czynienia z obciążeniem wodą gruntową lub powodziową.
Obliczeniowy poziom wody gruntowej/powodziowej znajduje się 3 m lub więcej powyżej poziomu najniższej izolacji poziomej.

• W3-E (RYS. 13–14) to obciążenie wodą bezciśnieniową na stropodachach w gruncie.
  Przypadek ten dotyczy konstrukcji stropodachów nieobciążonych ani wodą zalegającą, ani gruntową/powodziową (najniższy punkt konstrukcji musi znajdować się co najmniej 30 cm powyżej obliczeniowego poziomu wody gruntowej/wody powodziowej), a maksymalne spiętrzenie spływającej wody nie może przekraczać 10 cm. Woda opadowa musi być odprowadzana warstwami wodoprzepuszczalnymi i/lub odpowiednim spadkiem. W przeciwnym razie wariant ten należy traktować jak W2.2-E.

• W4-E (RYS. 15) to obciążenie wodą rozbryzgową w strefie cokołowej oraz wodą podciąganą kapilarnie w ścianach wewnętrznych i stykających się z gruntem.
  Norma jednoznacznie definiuje strefę cokołową: 20 cm poniżej oraz 30 cm powyżej poziomu terenu, czyniąc jednakże zastrzeżenie, że jest to możliwe, o ile z obliczeniowego poziomu wody gruntowej i/lub powodziowej nie wynika inaczej (w takiej sytuacji miarodajny jest przypadek W2-E).

Pozornie wydaje się, że podział na klasy obciążenia wilgocią/wodą jest skomplikowany. Proszę zwrócić uwagę, że:

• dla obciążenia wilgocią/niezalegającą wodą opadową miarodajna jest dobra wodoprzepuszczalność gruntu (lub drenaż) oraz poziom wody gruntowej co najmniej 50 cm poniżej poziomu najniższej izolacji poziomej,
• dla średniego obciążenia wodą „częścią wspólną” jest parcie wody nieprzekraczające 3 m słupa wody,
• dla intensywnego obciążenia wodą „częścią wspólną” jest parcie wody przekraczające 3 m słupa wody.

W TABELI 2 pokazano zestawienie możliwych oddziaływań wody na obiekt budowlany z podziałem na klasy.

Klasy rys

Przyczyny powstawania rys mogą być różne. Z punktu widzenia eksploatacyjnej skuteczności powłoki wodochronnej istotne jest, aby materiał nie uległ przy tym uszkodzeniu – dlatego istotna jest przede wszystkim zmiana szerokości rys istniejących oraz powstawanie nowych, już po nałożeniu powłoki wodochronnej. Przy czym dotyczy to sytuacji, gdy szerokość rozwarcia rysy lub zmiana tej szerokości nie jest ograniczona obliczeniowo.

Dla typowych obciążeń, typowych podłoży oraz typowych (najczęściej spotykanych) szerokości rozwarcia rys norma [ 1 ] definiuje tzw. klasy rys, przyporządkowując je później do możliwości zastosowań konkretnych typów materiałów wodochronnych.

• Klasa R1-E – szerokość rysy powstałej po nałożeniu powłoki lub zmiana szerokości rozwarcia ograniczona jest do wartości nieprzekraczającej 0,2 mm.
  Przykładem takich podłoży/elementów są np. elementy żelbetowe niepoddane istotnym obciążeniom rozciągającym czy zginającym, strefa cokołowa muru.
• Klasa R2-E – szerokość rysy powstałej po nałożeniu powłoki lub zmiana szerokości rozwarcia ograniczona jest do wartości nieprzekraczającej 0,5 mm.
  Przykładem takich podłoży/elementów są np. zamknięte szczeliny pomiędzy płaskimi elementami prefabrykowanymi, beton niezbrojony, elementy żelbetowe poddane obciążeniom rozciągającym czy zginającym, mury obciążone parciem gruntu, miejsca łączenia różnych materiałów.
• Klasa R3-E – szerokość rysy powstałej po nałożeniu powłoki ograniczona do 1 mm i zmiana szerokości rozwarcia ograniczona do wartości nieprzekraczającej 0,5 mm, np. dla spoin obciążonych gruntem ścian oporowych, w miejscu podparcia.
• Klasa R4-E – szerokość rysy powstałej po nałożeniu powłoki do 5 mm i zmiana szerokości rozwarcia 2 mm (np. powstałe po obciążeniach wyjątkowych).

Nowym kryterium jest klasa użytkowania pomieszczeń. Jest to nic innego, jak określenie standardu pomieszczeń pod względem cieplno-wilgotnościowym (zdefiniowanie wymogów stawianych dla konkretnego obiektu wynikających z warunków jego użytkowania/eksploatacji; chodzi tu przede wszystkim o wilgotność powietrza w obiekcie/pomieszczeniu).

Wymóg ten pozornie znacznie wykracza poza zagadnienia hydroizolacyjne. W końcu sama hydroizolacja nie zapewni ani odpowiedniej termoizolacyjności, ani wymaganej wilgotności względnej powietrza, jednak miarodajny jest w tym przypadku układ termoizolacja-hydroizolacja. Jest to po prostu zwrócenie uwagi na pomijane dotąd zagadnienia (może poza klasami użytkowania pomieszczeń w konstrukcjach z betonu wodonieprzepuszczalnego) i próba wymuszenia na projektancie kompleksowego podejścia do zagadnień hydroizolacji, wentylacji i termoizolacji.

Do klasy użytkowania RN-1 zaliczono pomieszczenia o najniższych wymaganiach użytkowych (niskie wymagania co do wilgotności powietrza), takie jak garaże podziemne czy otwarte hale fabryczne/magazyny.

Klasa użytkowania RN-2 obejmuje pomieszczenia/obiekty o typowych (średnich) wymaganiach, takie jak pomieszczenia mieszkalne, magazyny wrażliwe na wilgoć produktów, pomieszczenia użyteczności publicznej itp.

Klasa RN-3 o wysokich wymaganiach co do wilgotności powietrza (stabilność, niska wartość) obejmuje np. serwerownie, magazyny muzealne itp.

Podane powyżej klasy służą zarówno do definiowania wymagań stawianych poszczególnym materiałom hydroizolacyjnym, jak i określania obszaru ich zastosowań. Do tego dochodzą właściwości techniczne samych materiałów hydroizolacyjnych, także odniesione do ww. klas, jak również wymagania dodatkowe (np. zdolności mostkowania rys, rodzajów dylatacji i ich przemieszczeń) oraz zalecenia wykonawcze [ 2 – 3 ]. Tworzy się więc kompletne rozwiązanie technologiczno-materiałowe, podporządkowane właśnie niezawodności i trwałości eksploatacyjnej.

Literatura

1. DIN 18533-1:2017-07, „Abdichtung von erdberührten Bauteilen Abdichtung von erdberührten Bauteilen. Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze”.
2. DIN 18533-2:2017-07, „Abdichtung von erdberührten Bauteilen. Teil 2: Abdichtung mit bahnenförmigen Abdichtungsstoffen”.
3. DIN 18533-3:2017-07, „Abdichtung von erdberührten Bauteilen. Teil 3: Abdichtung mit flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen”.
4. „Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit mineralischen Dichtungsschlämmen”, Deutsche Bauchemie e. V. 2020.
5. Richtlinie für die Planung und Ausführung von Abdichtungen mit polymermodifizierten Bitumendickbeschichtungen (PMBC), Deutsche Bauchemie e. V. 2018.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!