Zunehmende Starkregen- und Hochwasserereignisse führen immer häufiger zu erheblichen Schäden an Industrie- und Gewerbehallen. Diese Gebäudetypen besitzen großflächige, leichte Fassadenkonstruktionen, die konstruktionsbedingt gegenüber hydrostatischen Lasten besonders empfindlich sind. In einer originalmaßstäblichen Versuchsreihe wurden typische Hallenfassaden erstmals systematisch unter Hochwasserbeanspruchung untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in zwei Fachartikeln veröffentlicht worden und bilden die Grundlage dieses Beitrags.

Beide Publikationen beziehen sich auf dieselben Versuche: eine praxisorientierte Darstellung im Schadenprisma und eine vertiefte, wissenschaftliche Auswertung in der Zeitschrift Stahlbau.

Untersuchungsansatz

In der Versuchsreihe wurden verschiedene Fassadenkonstruktionen im Originalmaßstab in einer eigens errichteten Versuchsanlage an der HTW Dresden geprüft. Die Fassadenelemente wurden auf einem Stahlbetonsockel montiert und auf der Außenseite hydrostatischem Wasserdruck ausgesetzt. Die Wasserhöhen lagen zwischen 0,5 m und 2,0 m über Oberkante Sockel, also in einem Bereich, der bei lokalen Überflutungen oder Flusshochwasser realistisch ist.

Untersucht wurden typische Hallenfassaden, unter anderem:

• Sandwichpaneele mit unterschiedlichen Dämmstoffdicken in horizontaler und vertikaler Verlegung
• Kassettenkonstruktionen mit Mineralwolledämmung
• jeweils Standardausführungen und konstruktiv optimierte Varianten

Für jede Bauweise wurden sowohl das Tragverhalten als auch das Durchflussverhalten und – bei Mineralwolledämmung – das Feuchte- und Trocknungsverhalten untersucht. Zu den wesentlichen Messgrößen zählten die Verformungen der Fassadenbauteile, die Wasserdurchlässigkeit in l/(h·m) sowie die Durchfeuchtung der Dämmstoffe im Zeitverlauf.

Zentrale Ergebnisse der Versuche

Sockelanschlüsse als maßgebliche Schwachstelle

Bei allen untersuchten Standardbauweisen zeigte sich der Übergang zwischen Fassadenbauteil und Stahlbetonsockel als entscheidende Schwachstelle. Die in der Praxis üblichen Fugendichtbänder und Abdichtungen sind primär auf Luft- und Schlagregendichtheit ausgelegt. Unter drückendem Wasser verlieren sie ihre Wirksamkeit, was zu teilweise sehr hohen Leckageraten führte. Geometrische Details am Sockelanschluss, Versprünge und nicht durchgängige Dichtungsebenen begünstigten den Wassereintritt zusätzlich.

Verformungen unter Wasserdruck

Insbesondere horizontal verlegte Sandwichpaneele wiesen bei größeren Stützweiten deutliche Verformungen auf. Diese Durchbiegungen führten zu Spaltöffnungen und damit zu einem zusätzlichen Wassereintritt. In einer der wirtschaftlichen Standardvarianten kam es bei hoher Wasserstandsdifferenz sogar zum lokalen Versagen eines Paneels im Sockelbereich.

Durch konstruktive Anpassungen – vor allem die Reduzierung der Stützweiten mittels zusätzlicher Zwischenstützen – konnten die Verformungen in den optimierten Varianten deutlich reduziert und kritische Zustände vermieden werden.

Wasserdurchlässigkeit und Wirkung optimierter Details

Die Versuchsauswertung bestätigt, dass bereits vergleichsweise einfache konstruktive Maßnahmen die Wasserdurchlässigkeit deutlich mindern können. In den optimierten Fassadenvarianten wurden Sockeldetails und Dichtungsebenen gezielt überarbeitet. Zum Einsatz kamen unter anderem speziell abgestimmte Fugendichtbänder mit definiertem Expansionsverhalten sowie Dichtbänder mit integrierter Sperrmembran in besonders kritischen Übergangsbereichen.

Im Ergebnis ließ sich die Wasserdurchlässigkeit bei den optimierten Varianten gegenüber den Standardausführungen je nach Bauweise deutlich reduzieren. Bei einer häufig eingesetzten Sandwichkonstruktion mit 120 mm Dämmstoffdicke konnte die Leckage im Versuch um mehr als die Hälfte, in einzelnen Laststufen sogar um über 80 % gesenkt werden. Damit wären in einer realen Überschwemmungssituation im Halleninneren deutlich geringere Wasserstände zu erwarten.

Feuchteverhalten von Mineralwolledämmung

Bei Kassettenkonstruktionen mit Mineralwolledämmung wurde zusätzlich das Feuchte- und Trocknungsverhalten untersucht. Die Messungen über mehrere Wochen zeigten, dass vor allem die unteren Dämmzonen langfristig durchfeuchtet bleiben können, selbst wenn die äußere Bekleidung geöffnet wird und die klimatischen Randbedingungen günstig sind. Für die Praxis bedeutet dies, dass nach einem Hochwasserereignis ein sorgfältiges Feuchtemonitoring und gegebenenfalls ein Austausch der Dämmung erforderlich sind, um Beeinträchtigungen der Wärmedämmung und mikrobiellen Schäden zu vermeiden.

Konsequenzen für Planung und Ausführung

Die Versuche machen deutlich, dass bei der Planung von Hallenfassaden in hochwassergefährdeten Bereichen nicht nur die Tragstruktur, sondern insbesondere die Fassadendetails betrachtet werden müssen. Punkte mit besonderer Relevanz sind:

• die Ausgestaltung des Sockelanschlusses mit auf Hochwasserbeanspruchung abgestimmten Dichtungsebenen
• die Wahl geeigneter Fugendichtbänder und Abdichtungen, die auch bei drückendem Wasser funktionsfähig bleiben
• die Begrenzung der Stützweiten von Paneelen, um Verformungen und daraus resultierende Leckagen zu minimieren
• ein durchdachtes Konzept für Dämmstoffe, insbesondere bei Konstruktionen mit Mineralwolle
• die Einbindung von Toren, Türen und weiteren Öffnungselementen in ein gesamtheitliches Hochwasserschutzkonzept

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die Resilienz von Hallenfassaden gegenüber Hochwasserbelastungen durch gezielte, konstruktive Anpassungen deutlich erhöht werden kann. Bereits überschaubare Maßnahmen an wenigen kritischen Details können das Schadensausmaß im Ereignisfall maßgeblich verringern.

Weiterführende Veröffentlichungen

Die hier zusammengefassten Ergebnisse basieren auf zwei Fachbeiträgen, die unterschiedliche Schwerpunkte setzen, aber auf derselben Versuchsreihe aufbauen:

Schadenprisma: Ein praxisorientierter Beitrag, der die Untersuchungen an Hallenkonstruktionen mit Sandwichelementen darstellt und typische Schwachstellen sowie Optimierungsansätze beschreibt.
Zum Artikel im Schadenprisma

Stahlbau: Ein wissenschaftlicher Aufsatz, der die Versuchsreihe umfassend dokumentiert, mehrere Fassadensysteme vergleicht und den Begriff der Hochwasserresilienz von Hallenfassaden vertieft.
Zum Artikel in Stahlbau (DOI: 10.1002/stab.70045)

Beide Publikationen liefern eine belastbare Grundlage dafür, Hallenfassaden in hochwassergefährdeten Gebieten künftig widerstandsfähiger und insgesamt resilienter zu planen.