DE10250792B3 - Methode und Einrichtung zur Abwehr von Hochwasser in seinen Erscheinungsformen Oberflächen-, Stau- und aufsteigendes Grundwasser für Gebäude - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Methode und Einrichtung zur Abwehr von Hochwasser in seinen Erscheinungsformen Oberflächen-, Stau- (auch "Sicker- oder Kapillarwasser" genannt) und aufsteigendes Grundwassser für Gebäude mittels flexibler Sperrelemente unter Berücksichtigung eines kontrollierten hydrostatischen Druckausgleiches innerhalb des zu sichernden Gebäudes 1, indem vor der Gebäudeaußenwand ein die Gebäudeöffnungen 1.4 überdeckendes Tragprofilrost 6 und vor diesem mindestens zwei flexible Planen 7 und 8 befestigt sind. Die innere Plane 7 ist am Gebäudesockel 1.3 und die äußere Plane 8 auf einer das Gebäude 1 ringförmig umgebenden, in das Erdreich 20 eingelassenen, Sperrwand 14 druckdicht befestigt. Zwischen den Planen 7 und 8 wird ein bodenfreier Flutungsraum 17 für das aufsteigende Grundwasser begrenzt, so dass ein hydrostatischer Druckausgleich zwischen dem aufsteigenden Grundwasser im Flutungsraum 17 und dem auf die äußere Plane 8 einwirkenden Oberflächenwasser bewirkt und zugleich durch die in das Erdreich 20 eingelassene Sperrwand 14 Stauwasser vom Gebäudefundament zurückgehalten wird. Im Weiteren ist zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Gleichgewichtszustandes vorgesehen, dass zwischen dem Gebäude 1 und dem Oberflächen-, Stau- und Grundwasserdruck das Kellergeschoss 2 bei Erreichen eines vorbestimmten Grundwasserpegels 20.1 über Überlaufventilrohre 4 geflutet und der Überschuss an Wasser kontinuierlich abgeleitet wird, wobei zur Vermeidung einer ...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Methode und Einrichtung zur Abwehr von Hochwasser in seinen Erscheinungsformen Oberflächen-, Stau- und aufsteigendes Grundwasser für Gebäude gmäß dem Oberbegriff des Anspruch 1. Insbesondere soll das Eindringen von Oberflächenwasser in Gebäude verhindert werden. Ein kontrollierter hydrostatischer Druckausgleich innerhalb des Gebäudes soll dabei berücksichtigt werden.
• Neben bekannten, gegen Hochwasser wirkenden Sperrwerken, wie Deichen, sind transportable Schutzeinrichtungen bekannt. Zu dieser Gattung gehören Schottenwände nach ' EP 1241299 A2 ' sowie vertikal ausziehbare Palisaden nach ' EP 0909853 A1 ' und Schutzbarrieren, wie sie beispielsweise in ' EP 0854238 A2 ', ' EP 0994219 A1 ', ' EP 1174544 A2 ' oder ' DE3527100 A1 ' vorgeschlagen werden. Diese Sperrsysteme sind in ihrer wirksamen Sperrhöhe begrenzt. Wird diese von der Hochwasserflut überwunden, so ist ein direkter Gebäudeschutz zwingend notwendig, um ein einzelnes Gebäude vor dem Hochwasser zu schützen.
• Für diesen Zweck werden im Allgemeinen Sandsackbarrikaden in Verbindung mit Schutzfolien eingesetzt, wobei die Folien an der Gebäudeaußenwand angelegt und befestigt werden. Gegen den auftretenden statischen Wasserdruck werden dabei vorhandene Gebäudeöffnungen, wie Tür- und Fensteröffnungen, durch Mauerwerk, Holzplanken oder dgl., abgeschottet. Diese Maßnahmen sind aufwendig und materialintensiv und nach Rückgang des Hochwassereignisses vielfach unbrauchbar.
• Ein derartiges Schutzsystem ist ausschließlich auf die Abwehr von Oberflächenwasser ausgerichtet. Die durch das Hochwasser bedingte höhere Belastung durch Stauwasser (auch „Sicker- bzw. Kapillarwasser" genannt) und aufsteigendes Grundwasser bleiben hierbei jedoch unberücksichtigt. Besonders bei einer zeitlich längeren Einwirkung einer Hochwasserflut besteht daher die Gefahr, dass Stau- und aufsteigendes Grundwasser in die Grundmauern und Kellerräume eines Gebäudes eindringen, diese teilweise durchdringen und so umfangreiche Schäden verursachen. Die Gefahr wird insbesondere dann erhöht, wenn durch den hydrostatischen Druck des aufsteigenden Grundwassers das Gebäude angehoben wird und im Zuge des sich daran anschließenden Setzungsprozesses die Baustatik des Gebäudes Schaden nimmt. In dieser Situation ist es üblich, durch ein gezieltes Fluten der Kellerräume von außen einen hydrostatischen Druckausgleich zu schaffen. Diese Methode ist in Fachkreisen allgemein bekannt, wird aber bautechnisch nicht berücksichtigt (s. a. Stadt Bonn – „Schürmannbau"). Nach heutigem Kenntnisstand erfolgt die Regulierung des Grundwasserpegels in einem gefluteten Gebäude individuell entsprechend den bekannten oder bei älteren Gebäuden angenommenen baustatischen Bedingungen durch den Einsatz transportabler Pumpensysteme (s. a. Stadt Dresden – „Frauenkirche" in der Folge des Elbe-Jahrhunderthochwassers).
• Bekannt ist auch die Methode, dass großflächige Gebäude (z. B. Sport- und Lagerhallen, etc.) gegen den vom aufsteigenden Grundwasser ausgehenden hydrostatischen Auftrieb durch Gewichtsbelastung (Sandaufschüttung, Sandsackeinlagen, u. ä.) der Bodenfläche zu sichern versucht werden.
• Um den materiellen und zeitlichen Aufwand für die Errichtung von Sandsackbarrikaden vor Gebäuden zur Abwehr von Oberflächenwasser zu verringern, wurde u. a. mit ' DE 4400870 A1 ' eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der Gummibahnen vor dem Gebäude in einem Rinnenkörper, der das Gebäude umgibt, lösbar befestigt werden. Bei Hochwasser werden diese Gummibahnen senkrecht an der Gebäudewand hochgezogen und an dieser befestigt. Tür- und Fensteröffnungen wurden zuvor in der üblichen Weise verschlossen.
• Nach ' DE 29510165U1 ' erfolgt die Befestigung der Folienbahnen in einer analogen Bodenrinne, indem das untere Folienbahnende als Schlauch ausgebildet ist, der in die Rinne eingelegt und mit Wasser gefüllt und so fest mit der Rinne verankert wird.
• Eine analoge Gebäudesicherung mittels von unten ausziehbaren Folienbahnen zeigt ' DE 299 21 564U1 ', wobei dieser Vorschlag die Ausgestaltung der Rinne als Basis-Betoneinheit beinhaltet.
• Auch ' DE 35 27 100 A1 ' sieht eine nutenförmige Ausnehmung vor, in welcher die Kunststoff Materialbahn mit dem Keder eingelegt und durch ein Klemmprofil befestigt wird.
• Bei den ersten drei für den Gebäudeschutz vorgeschlagenen Befestigungsarten werden die Folienbahnen innerhalb des ebenerdigen Rinnenkörpers gelagert.
• Neben der unvermeidlichen Verschmutzung dieser so gelagerten Schutzfolien sind über längere Zeit Beschädigungen nicht auszuschließen.
• Wenn auch mit den vorgenannten Schutzmitteln das Gebäude vor Hochwasser gesichert werden kann, erfolgen doch keine aktiven Maßnahmen für einen gezielten hydrostatisch wirkenden Gebäudeschutz. Selbst wenn die Schutzfolien fest am Boden und Gebäude verankert sind, wird die Funktion dieser Schutzbarriere durch das hinter der Schutzfolie aufsteigende Grundwasser ausgehoben und die Sperre infolge der enormen Krafteinwirkung zerstört.
• Mit ' DE 92 19 067U1 ' ist auch ein Vorschlag für ein Sicherheitsschott für Gebäude-, Türöffnungen oder dgl. bekannt, bei dem auf und ab verfahrbare Barriereelemente in der Art eines Rolladens vorgesehen werden. Dieses System ist sehr bauaufwendig und sichert letztlich nur die Gebäudeöffnungen. Ein Schutz des Mauerwerkes gegen eindringende Nässe ist nicht gewährleistet. Auch besteht die Gefahr, dass diese Einrichtung durch Schwimm-, Schwebestoffe und Geschiebe eingedrückt und damit funktionsuntüchtig wird.
• Überblickend kann eingeschätzt werden, dass die bisher bekannt gewordenen und vorgeschlagenen Schutzeinrichtungen unabhängig von ihrer technischen Ausführung nur einen sehr bedingten Schutz gegen Oberflächenwasser gewährleisten. Im Einsatzfall sind zusätzliche materialaufwendige Vorkehrungen zur Sicherung von Gebäudeöffnungen notwendig. Auch besitzen die bisher vorgesehenen flexiblen Schutzfolien und -planen keine Sicherheitsreserven. Bei massiver mechanischer Einwirkung durch Schwimmstoffe kann die Folie reißen und damit die Schutzvorrichtung zerstören.
• Im Weiteren sind bei diesen Schutzsystemen die Fundamente gegen einsickerndes Stauwasser und das Kellergeschoß vor einem unkontrollierten Eindringen von aufsteigendem Grundwasser nicht gesichert. Der Schutz beschränkt sich bisher auf die übliche Isolierung der Fundamente in Form einer „schwarzen" Außenwanne und bei Wassereinbruch unter Beachtung des hydrostatischen Gebäudegleichgewichts-zustandes auf ein spontanes Abpumpen. Nur bei bekannt permanent hohen Grundwasserständen sind zusätzliche bau- und kostenaufwendige Bodenwannen in Form von „weißen" Wannen oder massive Schwerkraftfundamente üblich.
• Die Erfindung verfolgt das Ziel, für Gebäude eine Methode zum effektiven Schutz und diesbezüglich eine Einrichtung gegen die massive Einwirkung von Oberflächenwasser (OW), Stauwasser (SW) und aufsteigendem Grundwaser (GW) zu schaffen.
• Die Konstruktion der Schutzeinrichtung soll, soweit baulich gegeben, den Schutz des gesamten Gebäudes erfassen und in ihrem Aufbau von einer Person, unabhängig von zur Verfügung stehender Elektro- oder anderer Energie, einfach und sicher zu handhaben sein. Grundsätzlich soll mit dieser Einrichtung ein Schutz der Gebäudeaußenwände und der Kellerräume unabhängig von vorhandenen Gebäudeöffnungen gegen einen ungewollten Wassereinbruch erreicht werden.
• Der Schutz der Gebäudeaußenwände soll durch flexible wasserdichte Planen in Form von beschichteten Gewebebahnen flächendeckend bis über die örtlich maximal annehmbare Hochwassermarke, plus einer Sicherheitsreserve gegen Wellenschlag und vergleichbare Situationen, gewährleistet werden. Gebäudeöffnungen, wie Tür- und Fensteröffnungen und dgl., sind dabei mit zu erfassen und statisch zu sichern. Dabei soll die Einwirkung hydrostatischer Wasserkräfte weitestgehend auf die Schutzeinrichtung beschränk und auf das Gebäude jedenfalls minimiert werden. Insbesondere ist die statische Standfestigkeit des Gebäudes zu sichern, indem bei statischer Notwendigkeit ein kontrollierter Grundwasserzulauf in den Kellerbereich zum hydrostatischen Druckausgleich erfolgt.
• Die Schutzeinrichtung selbst soll sowohl den begehbaren Freiraum vor dem Gebäude als auch die Ästhetik des Gebäudes selbst nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigen, aber am Gebäude ständig einsatzbereit verfügbar sein. Die Aktivierung der Schutzeinrichtung bei Hochwassergefahr sollte in Ein-Mann- bzw. Frau-Bedienung erfolgen können. Dementsprechend soll sich die Einrichtung durch eine einfache, funktionssichere und wenig wartungsaufwendige Konstruktion auszeichnen und eine zeitlich lange Funktionsbereitschaft besitzen.
• Die Merkmale zur Lösung dieser Problematik sind in den Merkmalen der Patenansprüche 1 und 2 zusammengefaßt. Zweckdienliche Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den Unteransprüchen 3 bis 19 angegeben.
• Die Methode zum aktiven Hochwasserschutz für ein Gebäude oder auch zusammenstehender Gebäudekomplexe in Verbindung mit der vorgeschlagenen Einrichtung besteht darin, dass eine flexible, gegenüber Gebäudeöffnungen abgestützte, Sperreinrichtung in Form einer Plane am Gebäude ausfahrbar gelagert ist, die im aktiven Zustand am Sockel druckdicht befestigt wird und dass dieser ersten (inneren) Plane eine zweite, in gleicher Weise gelagerte, äußere Plane vorgelagert ist, die – vorzugsweise in einem abdeckbaren Montagekanal – mit einer dem Gebäudefundament vorgelagerten, das Gebäude umschließenden, in das Erdreich eingelassenen, Sperrwand druckdicht befestigt ist und dass zwischen diesen Planen ein Flutungsraum für aufsteigendes Stau- und Grundwasser offen gehalten wird, über den ein hydrostatischer Druckausgleich zwischen dem Flutungsraum und dem auf die äußere Plane einwirkenden Hochwasser in Form von Oberflächenwasser erreicht wird.
• Ein weiteres Merkmal der Methode zum aktiven Hochwasserschutz besteht darin, dass das Stauwasser gezielt durch eine, in ihrer Ausführungshöhe an die das Gebäude umgebende Bodensedimentart angepaßte, Sperrwand vom Gebäude zurückgehalten wird und dass zur Aufrechterhaltung eines hydrostatischen Gleichgewichtszustandes des Gebäudes gegenüber dem Druck des aufsteigenden Grundwassers der Kellerbereich über einen definierten Zulauf bis zum Erreichen des hydrostatischen Druckausgleichs geflutet und der Wasserüberschuß kontinuierlich über eine installierte Wasserableitungsanlage nach außen abgeleitet wird.
• Entsprechend dieser Methode umfasst die Einrichtung, wie bereits angesprochen, drei im Wirkverbund stehende Baugruppen für
  den Oberflächenwasserschutz (OWS),
  den Stauwasserschutz (SWS) und
  den Grundwasserschutz (GWS).
• Der Oberflächenwasserschutz besteht besteht aus mindestens zwei mehrlagigen verbundlos hintereinander befestigten Planen und einem zwischen der Gebäudeaußenwand und der inneren ersten Plane angeordneten Tragrostprofil. Die flächenbelastbare Tragfläche des Tragrostprofils ist partiell auf die zu sichernde Gebäudeöffnung im einzelnen oder im Verbund begrenzt und sichert die statische Abstützung für die Planen.
• Die Planen und das Tragrostprofil sind einzeln, paarweise oder gemeinsam dauerhaft unter dem Ort- bzw. Traufgang oder in Planencontainern oder in einem Wandschrank oder in einer Wandkammer am zu sichernden Gebäude gelagert.
• Das Tragrostprofil besteht aus Metall-, vorzugsweise Leichtmetallprofilen hoher statischer Knick- und Biegefestigkeit, oder aus gleichwertigen Kunststoffprofilen. Deren Befestigung erfolgt an Tragseilen aus Stahl oder Kunststoff, Ketten oder durch Scharnierverbindungen. Die Planen bestehen aus ein- oder mehrlagigen, flexiblen, schwer entflammbaren, langlebigen, wasserundurchlässigen, reißfesten, gummi- oder kunststoff beschichteten Gewebebahnen, die in den montagebedingten Anschlussbereichen mit Ösen versehen sind. Der lose Verbund der Gewebebahnen ist extrem flexibel und legt sich formfolgend an die Gebäudeaußenwand an. Die Reiß- als auch die Weiterreißfestigkeit sind extrem hoch und die Gefahr des Durchschlagens von Schwimmstoffen erheblich verringert. Dieser Effekt wird durch die kammer- bzw. segmenttechnische Anordnung von mindestens zwei Planen zwangsläufig verstärkt.
• Die Befestigung der inneren Plane am Gebäudesockel erfolgt an einer vormontierten Schnellspann-Profilschiene. Ein massives Gummi- oder Kunststoff-Dichtprofil zwischen dem Schnellspann-Basisprofil und dem Gebäudesockel verhindert den Wasserdwchtritt.
• Das druckdichte Festspannen der inneren Plane erfolgt mit einem Schnellspann-Aufsatzprofil. Zusätzlich befinden sich in der Spannfläche sowohl des Schnellspann-Basis- als auch des Schnellspann-Aufsatzprofils in Längsrichtung angeordnete Gummi- oder Kunststoff Dichtprofile.
• Zur leichteren Handhabung und möglichen Anpassung an unterschiedliche Bodenprofile ist das Schnellspann-Aufsatzprofil in einzelne Segmente geteilt. Dazu sind die Stoßflächen der Segmente zueinander konkav/konvex ausgebildet und mit einem Abdichtelement versehen. Das Verspannen des Schnellspann-Aufsatzprofils mit dem Schnellspann-Basisprofil erfolgt mittels Spannbolzen, die in der Mitte der Dichtfläche des Schnellspann-Basisprofils angebracht sind. Analog zu diesen Spannbolzen sind im Schnellspann-Aufsatzprofil Aufnahmeöffnungen vorgesehen. Das Schnellspann-Aufsatzprofil wird entweder mit den Spannbolzen verschraubt oder die Spannbolzen mittels auf dem Schnellspann-Aufsatzprofil angeordneten Spannriegeln verspannt. Vorstellbar sind hier auch Knebelkipphebel.
• In einem auf der vor dem Gebäude in das Erdreich eingelassenen Sperrwand, dem Bodenprofil von 'OF (Oberfläche) Gelände' bündig folgend, montierten Montagekanal ist zum Festspannen der äußeren Plane eine konstruktiv gleichartige Schnellspann-Profilschiene wie o. g. angeordnet. Im Hochwasserfall wird die äußere zweite Plane mittels dieser Schnellspann-Profilschiene wie beschrieben druckdicht mit der Sperrwand befestigt. Auch hier erfolgt die Abdichtung der Schnellspann-Profilschiene gegen den Montagekanal durch ein gequetschtes Gummi- oder Kunststoff Dichtprofil.
• Da von der Gebäudeaußenwand bis hin zu der in das Erdreich eingelassenen Sperrwand der Flutungsraum in Form einer Freifläche zu überdecken ist, ist die äußere Plane länger ausgeführt als die innere erste Plane. Im drapierten (gerafften) oder eingerolltem Zustand wird der untere Teil der Plane nach oben eingeschlagen und fest verzurrt oder mittels Klettverschlüssen fixiert, um den notwendigen Montagefreiraum für die montagebedingt zeitlich vor der äußeren Plane zu befestigende innere ersten Plane freizuhalten.
• Die Breite der Planen erstreckt sich vorzugsweise von einem Regenfallrohr bis zum nächsten und / oder zu einem Planencontainer, also auch um eine oder mehrere Gebäudeecken herum. Die druckdichte Abdichtung am Planenrand erfolgt analog der horizontalen Festspannung am Gebäudesockel, jedoch in vertikaler Richtung unmittelbar neben oder hinter dem Regenfallrohr und l oder dem Planencontainer (Wandschrank oder Wandkammer). Die Befestigung der vertikal angeordneten Schnellspann-Profilschienen erfolgt ebenfalls analog der horizontalen Befestigung.
• Um den Gebäudeschutz mit einer durchgehenden Plane, insbesondere um Eckpunkte herum, zu ermöglichen, werden die im nicht aktiven Zustand horizontal drapiert (gerafft) gelagerten Planen vom Ort- bzw. Traufgang kommend herabgelassen oder die im nicht aktiven Zustand vertikal gewickelten Planen aus dem Planencontainer herausgezogen. Im letzteren Fall werden die Planen am oberen Rand an der Gebäudewand in Haken eingehangen oder mit Schrauben festgeschraubt. Ihre Befestigung ist auch in Führungsschienen, die am Gebäude installiert sind, möglich.
• Vorstellbar ist auch, dass die Planen an Stelle in einem Planencontainer in einem Wandschrank oder einer Wandkammer vorhangartig gelagert werden. Bei dieser Aufbewahrung werden die Planen über ein am Gebäude, vorzugsweise unter der Traufe und dem Ortgang angebrachten Rollschienensystem (Paneltracs) seitwärts herausgezogen und in Position gebracht.
• Bei der Montage der Planen an nur einzelnen Gebäudeabschnitten mit ausschließlich geradem Wandverlauf können die Planen sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Aktivierungsvariante als gewickelte Rolle gelagert werden.
• Gekoppelt mit der äußeren Plane zur Abwehr von Oberflächenwasser ist das Gebäude von einer in das Erdreich eingelassenen Sperrwand umgeben. Die in das Erdreich eingelassene Sperrwand schirmt das Gebäude unterhalb 'OF Gelände' innerhalb des jeweiligen Stauwasserbereichs ab und bildet gemeinsam mit der äußeren Plane eine Art 360°-Rundum-Schutzschild.
• Damit wird also zusätzlich der direkte Angriff des Stauwassers auf das Gebäude unterbunden. Zugleich kann das aufsteigende Grundwasser zwischen dem Gebäudefundament und der Sperrwand in den von unten offenen Flutungsraum zwischen der inneren und äußeren Plane bis zum hydrostatischen Druckausgleich aufsteigen. Auf diese Weise wird eine hydrostatische Entlastung der äußeren Plane gegenüber dem Oberflächenwasser erreicht. Ist die Bodenfläche um das Gebäude herum vollständig versiegelt, so sind im Bereich des Flutungsraumes Öffnungen für einen kontrollierten Wasserdurchtritt zur Gewährleistung des hydrostatischen Druckausgleiches vorgesehen.
• Im Zusammenwirken mit der oberirdischen Schutzeinrichtung und der in das Erdreich eingelassenen Sperrwand befinden sich im Kellerbereich ein oder mehrere Überlaufventilrohre sowie eine nach außen gerichtete Wasserableitungsanlage, die bis in das Sumpfloch als tiefste Stelle des Kellers reicht. Steigt der Grundwasserspiegel über eine vorbestimmte kritische Marke und damit die Gefahr eines hydrostatischen Aufschwimmens des Gebäudes, so erfolgt über das Überlaufventilrohr automatisch ein kontrollierter Wasserzulauf in den Kellerbereich. Der hydrostatische Gleichgewichtszustand des Gebäudes ist genau ab dann wiederhergestellt, wenn der Wasserpegel im Kellergeschoß über dem Höhenniveau der Austrittsöffnung des Überlaufventilrohres liegt und dem das Gebäude umgebenden weiter ansteigenden Grundwasserpegel, bedingt durch die aus dem Eigengewicht des Gebäudes resultierende statische Differenz, versetzt frei gefolgt ist. Ab einem definierten Wasserpegel-Niveau wird ein weiterer Wasserpegel-Anstieg im Gebäude unterbunden und überschüssiges Wasser kontinuierlich nach aussen abgeleitet. Dazu ist die installierte Wasserableitungsanlage mit einem entsprechenden Steuerschalter mit gekoppeltem Schwimmer ausgerüstet.
• Der konstruktive Ausbau der vorgeschlagenen Einrichtung soll nachfolgend am Beispiel einer Prinzipdarstellung nochmals verdeutlicht werden. Es zeigen
• 1 : Gesamtaufbau der Einrichtung für ein Gebäude im Querschnitt, 2 : Perspektivischer Schnitt mit Tragprofilrost, innerer und äußerer Plane und in das Erdreich eingelassener Sperrwand,
• 3 : Perspektivische Detailansicht mit horizontal und vertikal aktivierbaren Planen sowie deren Lagerung und Befestigung
• 4 : Wandkonsole mit Haspel, Führungsrollen, Tragprofilrost und Planen,
• 5 : Befestigung der Schnellspann-Basis- und Aufsatzprofile für die Festspannung der Planen in Explosivdarstellung.
• Entsprechend der Prinzipdarstellung nach 1 besteht die Schutzeinrichtung am Gebäude 1 aus mindestens zwei am Ort- 1.1 bzw. Traufgang 1.2 absenkbar befestigten Planen 7 und 8 sowie einem Tragprofilrost 6, der die Planen 7 und 8 gegen die angreifenden hydrostatischen Wasserkräfte statisch unterstützt. Dazu ist der Tragprofilrost 6 direkt an der Gebäudeaußenwand angeordnet und überdeckt partiell die Gebäudeöffnungen, wie Fenster, Türen, etc..
• Die äußere Plane 8 besitzt eine größere Abspannlänge (h + b) und wird bei Hochwassergefahr über die Gebäudeöffnungen, wie Kellerlichtschacht 2.1 und Kellertreppeneingang, hinweg an einer bündig mit 'OF Gelände' in das Erdreich 20 eingelassenen Sperrwand 14 mittels der Schnellspann-Verbundschiene 13 druckdicht befestigt.
• Im Kellergeschoß 2 befinden sich ein oder auch mehrere Überlaufventilrohre 4, die durch die Kellerinnenwanne 3 hindurch bis in den Bereich des aufsteigenden Grundwassers geführt sind. Weiterhin befindet sich im Gebäude 1 eine installierte Wasserableitungsanlage 5 mit einem durch einen Schwimmer 5.3 betätigten Steuerschalter 5.2. Die Wasserableitungsanlage 5 steht mit dem Überlaufventilrohr 4 in enger Wechselbeziehung und fördert das überschüssige Wasser nach außen.
• Die Aufhängung des Tragprofilrostes 6 und der beiden Planen 7 und 8 unterhalb des Ort- 1.1 bzw. Traufgangs 1.2 erfolgt, wie 2 und 3 zeigen, mittels Tragseilen oder Ketten 9 oder Scharnierbändern an Haspeln 10.1, die auf Konsolen 10 gelagert sind. Zur Fixierung des Abstandes der Tragprofilroste 6 und der Planen 7 und 8 untereinander werden die Tragseile oder Ketten 9 über auf der Konsole 10 montierte Führungsrollen 10.2 geführt. Der Antrieb der Haspel 10.1 kann mechanisch von Hand über eine ansetzbare Kurbel oder auch zusätzlich elektromechanisch erfolgen. Eine an den Konsolen 10 oder auch direkt am Ort- 1.1 bzw. Traufgang 1.2 befestigte Abdeckblende 10.3) schützt die Konsole 10 mitsamt ihren Ausbauten und die im Normalfall nicht aktivierten Planen 7 und 8 vor Witterungseinflüssen.
• Um eine geringe Masse und eine hohe Biege- und Knickfestigkeit zu erreichen, sind die Tragprofilstäbe 6.1 des Tragprofilrostes 6 vorzugsweise aus Aluminium- oder GFK-Rohrbzw. H-Profilen hergestellt. Deren Enden sind abgerundet, damit sie sich gleichmäßig strakend an die Gebäudeaußenwand anlegen können und die unmittelbar aufliegende Plane nicht beschädigen.
• Die Einzelheiten zur Befestigung der inneren Plane 7 zeigt 5. Diese Befestigungsweise wird auch für die Befestigung der äußeren Plane 8 verwandt. Die Planen 7 und 8 bestehen aus über die gesamte Abdeckbreite reichende, wasserdicht zusammengefügte, Gewebebahnen. Zwischen dem Schnellspann-Basis- 13.1 und dem Schnellspann-Aufsatzprofil 13.2 verhindern jeweils an den Profil-Innenseiten angeordnete Gummi- oder Kunststoffdicht-Profile 13.1.1 und 13.2.1 einen Wasserdwchtritt durch die Aufnahmeöffnungen 13.2.2.
• In 2 und 3 ist nochmals die einfache konstruktive Ausführung der Schutzeinrichtung vor Hochwasser schematisch dargestellt.
• Unter dem Traufgang 1.2 des Gebäudes 1 ist die Haspel 10.1 auf den einzelnen Konsolen 10 montiert.
• Vor der Gebäudewand ist der partiell auf die vorhandenen Gebäudeöffnungen 1.4, nämlich Fenster, Türen und ggf, weitere Öffnungen, begrenzte Tragprofilrost 6 befestigt. Die Tragprofilstäbe 6.1 überdecken jeweils diese vorhandenen Öffnungen und werden im Fall von Hochwasser durch den auf den Planen 7 und 8 lastenden Oberflächenwasser-Druck gegen die Gebäudewand gedrückt und stützen diese Planen damit statisch ab.
• Die innere Plane 7 ist mittels der Schnellspann-Profilschiene 13 druckdicht am Sockel 1.3 des Gebäudes 1 befestigt.
• Die äußere Plane 8 ist mittels der gleichen Schnellspann-Profilschiene 13 innerhalb eines Montagekanals 15 druckdicht auf der in den Erdboden eingelassenen Sperrwand 14 befestigt. Sind beide Planen unterhalb des Ort- 1.1 bzw. Traufganges 1.2 drapiert (gerafft) oder im Planencontainer aufgewickelt, so wird die Schnellspann-Profilschiene 13 von entsprechend angepaßten Abdeckungen (hier nicht dargestellt) vor Verschmutzung und Verletzungsgefahr gesichert.
• Die Höhe „h" der Planen 7 und 8 richtet sich erfahrungsgemäß nach der örtlich maximal annehmbaren Hochwassermarke, plus einer Sicherheitsreserve gegen Wellenschlag oder vergleichbare Situationen. Für die Abdeckung der Fläche vor dem Gebäude 1 bis hin zu der im Boden eingelassenen Sperrwand 14 ist die äußere Plane 8 um die Abdecklänge „b" verlängert. Im drapierten (gerafften) oder aufgewickelten Zustand ist dieser Planenüberstand hochgeschlagen und mittels Zurrbändern oder Klettverschlüssen 8.3 befestigt.
• Durch die Verwendung von mindestens zwei Planen 7 und 8 und die vorgelagerte druckdichte Befestigung der äußeren Plane 8 an der Sperrwand 14 ergibt sich ein bodenoffener Flutungsraum 17, der mit dem Bereich des ansteigenden Grundwassers in enger Wirkungsverbindung steht. Bei versiegelten Böden, z. B. durch eine geschlossene Sperrschicht 18 sind zusätzliche Durchtrittsöffnungen 19 vorgesehen, die die hydrostatische Funktion des Flutungsraumes 17 sicherstellen. Parallel mit dem Anstieg des Oberflächenwasserpegels 20.1 steigt im zeitlichen Verlauf gleichzeitig der Grundwasserpegel 20.1. Durch den hydrostatischen Druck des Oberflächenwassers wird das aufsteigende Grundwasser wie in einem kommunizierenden System nach dem „Prinzip der verbundenen Gefäße" hinter der in das Erdreich 20 eingelassenen Sperrwand 14 in den Flutungsraum 17 bis zum Hochwasserpegel gepreßt und die äußere Plane 8 somit hydrostatisch druckentlastet.
• Da gleichzeitig mit dem Anstieg des Grundwasserpegels 20.1 nach dem „archimedischen Prinzip" die auf das Gebäude 1 einwirkenden Auftriebskräfte zunehmen, ist es zur Abwehr von Gebäudeschäden notwendig, das Kellergeschoß 2 durch eine gezielte Flutung in einen hydrostatischen Gleichgewichtszustand zurückzuversetzen. Erreicht wird dies, wie in 1 dargestellt, über das Überlaufventilrohr 4, dessen Öffnungsniveau genau dem Grundwasserpegel entspricht, ab dem das Gebäude 1 eine statische Unterstützung in Form von kontrolliert eingeleitetem Grundwasser benötigt, um den notwendigen hydrostatischen Gleichgewichtszustand wiederherstellen zu können. Der über den definierten Wasserpegel hinaus anfallende Wasserüberschuß wird mit der installiertem Wasserableitungsanlage 5 nach außerhalb der äußeren Plane 8 abgepumpt. Gesteuert wird die Wasserableitungsanlage 5 über einen Steuerschalter 5.2 mit Hilfe des Schwimmers 5.3. Nach Rückgang des Hochwasserereignisses kann das im Kellergeschoß 2 befindliche Wasser über das Absaugelement 5.1 bis in das Sumpfloch 2.2 hinein abgepumpt und somit das Kellergeschoß 2 wieder trocken gelegt werden.
• Die oberhalb 'OF Gelände' angeordneten Tragprofilroste 6 werden gemeinsam mit den Planen 7 und 8 mit der Haspel 10.1 oder zeitlich danach zusammengerafft oder -gerollt oder abmontiert und zusammengelegt und die Planen 7 und 8 unter der Abdeckblende 10.3 drapiert gerafft oder im Planencontainer aufgewickelt gelagert.

1

Gebäude

1.1

Ortgang

1.2

Traufgang

1.3

Sockel

1.4

Gebäudeöffnung

2

Kellergeschoß

2.1

Kellerlichtschacht

2.1

Sumpfloch

3

Kellerinnenwanne

4

Überlaufventilrohr

5

Wasserableitungsanlage

5.1

Ansaugelement

5.2

Steuerschalter

5.3

Schwimmer

6

Tragprofilrost

6.1

Tragprofilstab

7

Innere Plane

7.1

Falz

7.2

Öse

8

Äußere Plane

8.1

Falz

8.2

Öse

8.3

Klettverschluß

9

Tragseil oder Kette

10

Konsole

10.1

Haspel

10.2

Führungsrolle

10.3

Abdeckblende

11

Wandhaken

12

Planencontainer

13

Schnellspann-Profilschiene

13.1

Schnellspann-Basisprofil

13.1.1

Gummi- oder Kunststoff Dichtprofil

13.1.2

Spannbolzen

13.2

Schnellspann-Aufsatzprofil

13.2.1

Gummi- oder Kunststoff Dichtprofil

13.2.2

Aufnahmeöffnung

13.2.3

Spannriegel

14

Sperrwand

15

Montagekanal

16

Gummi- oder Kunststoff Dichtprofil

17

Flutungsraum

18

Sperrschicht

19

Durchtrittsöffnung

20

Erdreich

20.1

Bewegungsrichtung der Wasserpegel im zeitlichen Verlauf

0WP

Oberflächenwasserpegel

SWP

Stauwasserpegel^–1 (auch „Sicker- bzw. Kapillarwasser" genannt)

GWP

Grundwasserpegel

Claims (19)

1. Methode zur Abwehr von Hochwasser in seinen Erscheinungsformen Oberflächen-, Stau- und aufsteigendes Grundwasser für Gebäude unter Berücksichtigung eines kontrollierten hydrostatischen Druckausgleiches innerhalb des zu sichernden Gebäudes unter Einbeziehung flexibler wasserdichter Sperrmittel in Form einer Plane vor der Gebäudeaußenwand, gekennzeichnet dadurch, dass vor der Gebäudeaußenwand ein die Gebäudeöffnungen überdeckender Tragprofilrost (6) und vor diesem mindestens zwei flexible Planen (7 und 8), und zwar eine innere und äußere, abgesenkt oder seitlich aus einem Planencontainer (12) oder Wandschrank oder einer Wandkammer herausgezogen werden, wobei die innere Plane (7) am Gebäudesockel (1.3) und die äußere Plane (8) mit einer das Gebäude (1) ringförmig umgebenden, in das Erdreich (20) eingelassenen, Sperrwand (14) druckdicht verbunden werden und die Planen-Oberkanten an Tragseilen oder Ketten (9) aus Stahl oder Kunststoff oder an Wandhaken (11) oder an einer Befestigungsschiene oder Scharnierbändern aufgehängt werden, dass zwischen den Planen (7 und 8) ein bodenoffener Flutungsraum (17) für das aufsteigende Grundwasser frei gehalten und ein hydrostatischer Druckausgleich zwischen dem Grundwasser im Flutungsraum (17) und dem auf die äußere Plane (8) einwirkenden Hochwasser bewirkt wird, und dass durch die Sperrwand (14) einsickerndes. Stauwasser vom Gebäudefundament zurückgehalten wird und dass zur Aufrechterhaltung des hydrostatischen Gleichgewichtszustandes zwischen dem Gebäude (1) und dem hydrostatischen Grund-, Stau- und Oberflächenwasserdruck das Kellergeschoß (2) bei Erreichen eines vorbestimmten Grundwasserpegels (20.1) über einen definierten Zulauf bis zum hydrostatischen Druckausgleich kontrolliert geflutet und mit Erreichen dieses Pegelstandes der Überschuß an Wasser kontinuierlich abgeleitet wird.
2. Einrichtung zur Anwendung der Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Ort- (1.1) bzw. Traufgang (1.2) mindestens zwei flexible Planen (7 und 8) vorgesehen sind, und zwar eine innere und eine äußere Plane, die absenkbar oder seitlich aus einem Planencontainer (12) oder Wandschrank oder einer Wandkammer herausziehbar sind und die mit ihren Oberkanten an vorgesehenen Tragseilen öder Ketten (9) aus Stahl oder Kunststoff oder Wandhaken oder Berfestigungsschienen oder Scharnierbändern aufhängbar sind, dass zwischen der inneren Plane (7) und der Gebäudeaußenwand an dieser befestigbare Tragprofilroste (6) angeordnet sind, dass vor dem Gebäude (1) eine mit der Geländeoberfläahe bündige, das Gebäude (1) umgebende. Sperrwand (14) in das Erdreich (20) eingelassen ist, dass im Kellergeschoß (2) ein oder mehrere Überlaufventilrohre (4) vorgesehen sind, die bis in den Bereich des aufsteigenden Grundwassers hinein reichen, dass im Gebäude (1) eine nach außen gerichtete Wasserableitungsanlage (5) vorgesehen ist, dass die innere Plane (7) im Bereich des Gebäudesockels (1.3) und die äußere Plane (8) auf der Sperrwand (14) druckdicht befestigbar sind, wobei die innere und die äußere, Plane dann zum hydrostatischen Druckausgleich der äußeren Plane (8) einen bodenoffenen Flutungsraum (17) begrenzen, und dass das Kellergeschoß (2) mit einer wasserdichten Kellerinnenwanne (3) ausgeführt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der inneren Plane (7) am Gebäudesockel (1.3) an diesem am Übergang zur Geländeoberfläche horizontal angeordnete Schnellspann-Profilschienen (13) druckdicht befestigt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der äußeren Plane (8) horizontal und druckdicht in einem Montagekanal (15) der Sperrwand (14) angeordnete Schnellspann-Profilschienen (13) vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Planen (7 und 8) vertikal nebeneinander angeordnete Schnellspann-Profilschienen (13) druckdicht am Gebäude (1) befestigt sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gebäudeaußenwand und der Schnellspann-Profilschiene (13) ein Gummi- oder Kunststoff-Dichtprof 1 (16) eingequetscht ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrwand (14) das Gebäude (1) unterhalb der Geländoberfläche innerhalb des jeweiligen Stauwasserbereichs gegen das horizontal drückende Stauwasser abschirmt.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragprofilrost (6) partiell oder im Verbund die Gebäudeöffnungen, nämlich Fenster, Türen und ggf. weitere Öffnungen, überdeckt.
9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planen (7 und 8) aus ein- oder mehrlagigen, schwer entflammbaren, langlebigen, reißfesten, gummi- oder kunststoffbeschichteten Gewebebahnen bestehen und in den montagebedingten Anschlußbereichen mit Ösen (8.2) versehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragprofilstäbe (6.1) des Tragprofilrostes (6) aus Metall, vorzugsweise Leichtmetallrohrprofilen, oder aus gleichwertigen Kunststoffprofilen bestehen, die rolloartig an Tragseilen oder Ketten (9) aus Stahl oder Kunststoffbefestigt oder scharnierartig miteinander verbunden sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragprofilrost (6) und die Planen (7 und 8) einzeln, paarweise oder gemeinsam unter dem Ort- (1.1) bzw. Traufgang (1.2) am Gebäude (1) an einer manuell oder zusätzlich elektromechanisch angetriebenen Haspel (10.1) befestigt und dass für die Seil- oder Kettenführung der Planen (7 und 8) auf der Konsole (10) Führungsrollen (10.2) angeordnet sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellspann-Profilschienen (13) in einzelne Spannsegmente geteilt ist und dass die längsseitigen Anschlußstirnflächen der Schnellspann-Profilschienen (13) für die Plane (7 oder 8) wechselseitig konkav/konvex ausgebildet sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 2, 3, 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnellspnn-Basisprofil (13.1) und ein Schnellspann-Aufsatzprofil (13.2) vorgesehen sind und dass das Schnellspann-Basisprofil (13.1) zum Verspannen mit dem Schnellspann-Aufsatzprofil (13.2) längsmittig Spannbolzen (13.1.2) trägt, zu den beiderseitig Gummi- oder Kunststoff Dichtprofile (13.1.1 und 13.2.1) in der Schnellspann-Profilschiene (13) angeordnet sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Schnellspann-Aufsatzprofil (13.2) für die Spannbolzen (13.1.2) Aufnahmeöffnungen (13.2.2) vorgesehen sind und dass das Schnellspann-Aufsatzprofil (13.2) mit den Spannbolzen (13.1.2) des Schnellspann-Basisprofils (13.1) verschraubbar oder über in den Spannbolzen (13.1.2) vorhandene Bohrungen durch Spannriegel (13.2.3) oder durch Kipphebel verspannbar ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Planen (7 und 8) im passiven Zustand drapiert, d. h. gerafft, oder gerollt sind und der untere Teil der äußeren Plane(n) (8) nach oben einschlagbar und verzurrbar oder mit Klettverschluss befestigbar ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Planen (7 und 8) in ihrer Spannbreite vorzugsweise von einem Regenfallrohr bis zum nächsten oder von einem Gebäudeende zu anderen Gebäudeenden oder von einem Planencontainer (12), einem Wandschrank oder einer Wandkammer zum Regenfallrohr oder zu einem weiteren Planencontainer (12) oder einem Wandschrank oder einer Wandkammer um ein oder mehrere Gebäudeecken erstrecken.
17. Einrichtung nach Anspruch 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Planen (7 und 8) bei einer Lagerung in einem Wandschrank oder einer Wandkammer vorhangartig in Rollschienen gelagert sind und dass diese Rollschienen unter dem Ort- (1.1) und Traufgang (1.2) am Gebäude (1) befestigt sind.
18. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei vollständig um das Gebäude herum versiegeltem Boden im Bereich des Flutungsraums (17) Durchtrittsöffnungen (19) für einen kontrollierten Grundwasserdurchtritt zur Gewährleistung des hydrostatischen Druckausgleiches vorgesehen sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gebäude (1) nach außen gerichtete Wasserableitungsanlage (5) einen Steuerschalter (5.2) und Schwimmer (5.3) aufweist sowie ein Ansaugelement (5.1), das bis in ein Sumpfloch (2.2) als tiefste Stelle im Boden des Kellergeschoßes (2) reicht.