Ausführung des Fundamenterders
Fundamenterder im unbewehrten Fundament
Bei Verwendung von Bandstahl ist dieser hochkant zu verlegen. Dadurch wird der Bandstahl allseits dicht von Beton umschlossen und gegen Korrosion geschützt.
Der Stahl muss so fixiert werden, dass er beim Einbringen des Betons seine ursprüngliche Lage beibehält und somit gegen seitliches Verschieben und Absacken auf das natürliche Erdreich gesichert ist. Zur Lagefixierung sind daher Abstandhalter zu verwenden. Diese sollen im Abstand von 1 m bis 2 m angeordnet werden und sicherstellen, dass der Fundamenterderstahl nach dem Betonnieren allseitig von Beton mit einer Dicke von mindestens 5 cm umgeben ist.
Fundamentplatte mit Frostschürze
Eine Fundamentplatte kann unter Umständen mit sogenannten Frostschürzen versehen werden, die seitlich an die Fundamentplatte angrenzen und das Eindringen von Frost in dieselbe verhindern. Diese Frostschürzen werden im Allgemeinen nicht bewehrt. Das Einlegen eines Fundamenterders in diese Frostschürzen ist grundsätzlich möglich, wenn der Fundamenterder das gesamte Gebäude umschließt und erdfühlig ist. Der in der Frostschürze verlegte Fundamenterder wird ausgeführt wie der Fundamenterder im unbewehrten Fundament. Zur Herstellung des Funktionspotentialausgleichs muss er jedoch mehrfach mit der Bewehrung der Bodenplatte leitfähig verbunden werden.
Ist das bautechnisch nicht machbar, so ist zur Sicherstellung des Potentialausgleichs der Funktionspotentialausgleichsleiter im Randbereich der Bodenplatte in die Bewehrung einzulegen und mit dieser jeweils in Abständen von 2 m leitfähig zu verbinden. Außerdem sind Verbindungen des Funktionspotentialausgleichsleiters mit dem Fundamenterder in der Frostschürze jeweils einmal je 20 m Gebäudeumfang, vorzugsweise an den Gebäudeecken, herzustellen. Bei geplantem Blitzschutz ist eine Verbindung je Ableitung vorzusehen.
Ist auch das bautechnisch nicht ausführbar, oder ist die Frostschürze wie die Bodenplatte mit einer Perimeterdämmung versehen oder gar aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) ausgeführt, so ist anstelle des Fundamenterders der Ringerder zu errichten. In diesem Fall ist auch der separate Funktionspotentialausgleichleiter erforderlich.
Fundamente aus Faserbeton
Faserbeton wird für Fundamentplatten, meist bei großen Flächen z. B. für Industriegebäude, verwendet. Der Faserbeton wird mit Hilfe von Betonmischern und Betonpumpen, die direkt auf die vorbereitenden Flächen auffahren, eingebracht. Diese Vorgehensweise macht eine Montage eines Erders mit Abstandshaltern kaum möglich. Daher sollte ein vermaschter Ringerder aus nicht rostendem Stahl (z. B. V4A, Werkstoffnummer 1.4571 oder 1.4404) verlegt werden. Dieser sollte vorzugsweise unterhalb unter der Sauberkeitsschicht montiert werden und entsprechende Anschlussfahnen herausgeführt werden.
Wird ein Betonstreifenfundament durch Faserbeton erstellt, ist dieses einem Fundament ohne Bewehrung gleichzusetzen, da die einzelnen Stahlfasern nicht kontaktiert werden können. Sie tragen daher nicht zu einer Erderwirkung und dem Funktionspotentialausgleich bei. Bei Streifenfundamenten ist der Fundamenterder deshalb wie im unbewehrten Fundament zu errichten. Auf eine ausreichende Anzahl von Anschlussteilen, hier eignen sich am besten Anschlussfahnen, ist zu achten. Es hat sich bewährt, in einem Raster von ca.10 m x 10 m einen Anschlusspunkt herzustellen.
Ist für das Gebäude ein Funktionspotentialausgleich notwendig, z. B. bei Gebäuden mit umfangreicher Daten- und Automatisierungstechnik, empfiehlt es sich, die Maschenweite des Ringerders zu verringern. Eine Maschenweite von 5 m x 5 m könnte den Ansprüchen gerecht werden.
Fundamenterder im bewehrten Fundament
In bewehrten Fundamenten kann der Rund- oder Bandstahl auf der Bewehrung eingebracht werden. Der Bandstahl darf hier auch waagrecht montiert werden, da das Absacken des Stahls durch die Bewehrungseisen vermieden wird. Auch bei waagrechter Einbringung des Bandstahls muss darauf geachtet werden, dass der Bandstahl allseits dicht von Beton umschlossen und von diesem mindestens 5 cm überdeckt wird.
Im bewehrten Fundament ist der Fundamenterder mit der Bewehrung in Abständen von max. 2 m zu verbinden. Es sind Schweiß-, Klemm- oder Pressverbindungen anzuwenden. Wird der Beton maschinell verdichtet (z. B. mittels Rüttler), dürfen Keilverbinder nicht verwendet werden.
Fundamenterder in Einzelfundamenten
Bei Bauwerken mit Einzelfundamenten für Bauwerksstützen sind diese Fundamente jeweils mit einem Fundamenterder, dessen Länge im Fundament mindestens 2,5 m betragen muss, zu versehen. Die Verbindung der Fundamenterder dieser Einzelfundamente zu einem geschlossenen Ring (Potentialausgleich) sollte im Kellergeschoss, mindestens jedoch im ersten Geschoss oberhalb der Gründung erfolgen.
Die Verbindungsleitungen müssen korrosionsgeschützt verlegt sein, sofern sie im Erdreich geführt werden. Als Werkstoff eignet sich vorzugsweise nichtrostender Stahl (z. B. V4A, Werkstoffnummer 1.4571 oder 1.4404). Es kann Rund- oder Bandmaterial verwendet werden. Rundmaterial muss einen Durchmesser von mindestens 10 mm haben. Bei Bandmaterial müssen die Abmessungen mindestens 30 mm x 3,5 mm betragen.
Einzelfundamente aus WU-Beton
Werden Einzelfundamente aus hochverdichtetem WU-Beton erstellt, ist der Fundamenterder unwirksam. Hier kann, in Anlehnung an DIN 18014, ein Ringerder mit einer Maschenweite von 20 m x 20 m montiert werden. Wird ein Blitzschutzsystem vorgesehen, sollte die Maschenweite 10 m x 10 m betragen. Anschlussfahnen sollten je Einzelfundament zum Anschluss der Säulenkonstruktion oder anderer metallener Teile herausgeführt werden.
Kombination Einzelfundamente aus WU-Beton und Faserbeton-Bodenplatten
Ist eine Kombination von Einzelfundamenten aus hochverdichteten WU-Beton und Faserbeton-Bodenplatten für das Gebäude vorgesehen, stellen sich weitere Rahmenbedingungen. Im folgenden sind zwei Beispiele und deren Lösungsansätze in Anlehnung an DIN 18014, DIN VDE 0800–2–310 und DIN EN 62305–4 (VDE 0185–305–4) dargestellt:
Beispiel 1: Das Gebäude wird nur für einfache Lagerhaltung verwendet und ist ohne Daten- und Automatisierungstechnik ausgestattet. Hier wird es ausreichend sein, einen Ringerder mit einer Maschenweite von 20 m x 20 m vorzusehen. Dies gilt auch wenn ein Blitzschutzsystem vorgesehen ist, da die Forderung nach einer geringeren Maschenweite aus der Gefahr eines Überschlags zwischen Bewehrungsstählen in der Betonplatte und dem Ringerder hergeleitet wurde. Dies trifft bei dieser Konstellation nicht zu. Für den Potentialausgleich (Schutz-/Funktionspotentialausgleich) sollten Anschlussfahnen je Einzelfundament, zum Anschluss der Säulenkonstruktion oder anderer metallener Teile, herausgeführt werden.
Warnhinweis: Da der Ringerder nicht nachrüstbar ist, kann bei einer Veränderung der Nutzung des Gebäudes wahrscheinlich kein sicherer Betrieb von Daten- und Automatisierungstechnik ermöglicht werden.
Beispiel 2: Das Gebäude wird als automatisiertes Hochregallager oder Produktionshalle mit elektronisch gesteuerten Maschinen genutzt. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Anforderungen für Fundamente aus Faserbeton umzusetzen. Auch hier sollten für den Potentialausgleich (Schutz-/Funktionspo-tentialausgleich) Anschlussfahnen je Einzelfundament, zum Anschluss der Säulenkonstruktion oder anderer metallener Teile, vorgesehen werden.
Fundamenterder in Fundamenten mit erhöhtem Erdübergangswiderstand
Werden Fundamente, z. B. mit Wannenabdichtung, Wärmedämmung oder auf kapillarbrechenden Schichten (z. B. Glasschotter) erbaut, so muss mit erhöhtem Erdübergangswiderstand gerechnet werden. Die „Erdfühligkeit“ des Erders ist dann nicht mehr gegeben. Deshalb sind in diesem Fall die im „normalen“ Fundamenterder vereinten Funktionen „Erdung“ und „Potentialausgleich“ zu trennen. Das heißt, es sind ein erdfühliger Ringerder und die Potentialausgleichsanlage mit dem Funktionspotentialausgleichsleiter zu errichten.
Fundamente in Gebäuden mit Wannenabdichtungen
Bei Wannenabdichtungen ist die Erdfühligkeit der Erders im Fundament nicht gewährleistet. Deshalb ist ein Ringerder außerhalb der Wannenabdichtung einzubringen. Ein dauerhafter Korrosionsschutz ist zu beachten. Die vorzugsweise Verwendung von nicht rostendem Stahl (V4A, Werkstoffnummer 1.4571 oder 1.4404 ) ist notwendig. Feuerverzinkter Stahl ist nicht geeignet.
In der Bautechnik gibt es mehrere Verfahren, um gegen eindringendes Wasser abzudichten. Die gebräuchlichsten sind:
- die weiße Wanne,
- die schwarze Wanne und
- die braune Wanne.
Wird der Ringerder zusätzlich für Blitzschutz und EMV-Zwecke verwendet, sind weitere Anforderungen zu erfüllen.
Fundamente aus wasserundurchlässigem Beton (weiße Wanne)
Die weiße Wanne wird aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) hergestellt. Der Beton kann zwar Wasser aufnehmen, dennoch wird trotz langzeitigem Einwirken des Wassers auf den Beton nicht seine gesamte Dicke durchdrungen, das heißt auf der Wandinnenseite tritt keine Feuchtigkeit auf. Nach DIN EN 206–1/DIN 1045–2 darf die größte Wassereindringtiefe von 5 cm bei wasserundurchlässigem Beton nicht überschritten werden.
Häufig werden WU-Betonsorten verwendet, die wesentlich geringere Wassereindringtiefen aufweisen. Dies verhindert die Erdfühligkeit des Fundamenterders. Aus diesem Grund wird grundsätzlich bei WU-Beton ein Ringerder verwendet. Zusätzlich ist dann auch der Funktionspotentialausgleichsleiter erforderlich.
Es wird empfohlen, die Anschlussteile des Ringerders oberhalb des höchsten Grundwasserstandes in das Gebäude einzuführen. Ist dies nicht möglich, sind druckwasserfeste Durchführungen zu verwenden.
Fundamente mit Bitumenabdichtungen (schwarze Wanne)
Es handelt sich hierbei um wasserdruckhaltende Abdichtungen des Gebäudes aus unterschiedlichen, mehrlagigen Kunststoff- bzw. Bitumenbahnen. Der Kontakt eines Fundamenterders zum Erdreich wird durch diese Maßnahme behindert. Deshalb sind ein Ringerder sowie der separate Funktionspotentialausgleichsleiter zu errichten.
Es wird empfohlen, die Anschlussteile oberhalb des höchsten Grundwasserstandes in das Gebäude einzuführen. Ist dies nicht möglich, sind druckwasserfeste Durchführungen zu verwenden.
Fundamente mit Bentonitabdichtung (braune Wanne)
Die braune Wanne ist ein Abdichtungssystem, das bei aufstauendem Sickerwasser und drückendem Wasser eingesetzt wird. Die abdichtende Funktion übernimmt das Bentonitgranulat, das in geotextilen Trägerbahnen eingewebt ist. Die Dichtwirkung des Bentonits beruht auf seiner hohen Quellfähigkeit. Erfolgt diese Quellung, so entsteht ein Quelldruck, der einen Wert von mehreren bar erreichen kann und der ein weiteres Durchdringen des Wassers verhindert. Diese hohe Dichtfähigkeit kann zu einem hohen Übergangswiderstand des Erders ins Erdreich führen.
Fundamente auf schlagzähen Kunststoffnoppenbahnen
Werden Kunststoffnoppenbahnen aus Spezial-Polyäthylen hoher Dichte mit 20 cm Überlappung unter der Fundamentplatte verwendet, verschlechtert sich die Erderwirkung. Eine weitere Verwendung der Noppenbahnen an den Außenwänden ergibt eine sehr hohe elektrische Isolationswirkung. Damit kann der Erder die geforderten Erdungsaufgaben für die Blitzschutz-, Kommunikations- und Antennenanlagen nicht mehr erfüllen.
In diesem Fall ist ein Ringerder unterhalb der Noppenbahnen einzubringen. Der separate Funktionspotentialausgleichsleiter ist damit ebenfalls notwendig.
Fundamente mit Wärmedämmung (Perimeterdämmung)
Wird die Perimeterdämmung nur an den Umfassungswänden der Fundamente verwendet, ist eine ausreichende Erdfühligkeit des Fundamentbetons und damit des Fundamenterders noch vorhanden. Er kann deshalb, wie im Abschnitt „Fundamenterder im bewehrten Fundament“ beschrieben, ausgeführt werden.
Sind die im Erdreich liegenden Außenwände und auch die Fundamentplatte mit einer Perimeterdämmung versehen, ist der Erder in der Bodenplatte wirkungslos. Deshalb ist es notwendig, einen Ringerder mit Funktionspotentialausgleichsleiter zu positionieren.
Wird der Ringerder zusätzlich für Blitzschutz und EMV-Zwecke verwendet, sind weitere Anforderungen zu erfüllen.
Fundamente auf kapillarbrechenden Schichten
Bei diesen Materialien, z. B. Glassschotter, die allseitig die Bodenplatte und die Kellerwände umschließen, ist die Erdfühligkeit nicht mehr gewährleistet. Deshalb ist in diesem Fall ein Ringerder und Funktionspotentialausgleichsleiter zu errichten.