IKT - eNewsletter Dezember 2001

Kanalreinigung: Hochdruckspül-Festigkeit von Kanälen und Leitungen
Die Technik der Hochdruckspülung hat sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Allerdings hat das Wissen um die hydraulischen Vorgänge, die sich beim Lösen der Sedimente durch den Hochdruck-Wasserstrahl abspielen, mit der Entwicklung der technischen Aggregate nicht Schritt gehalten. Die Grundlagen für einen wirtschaftlichen Einsatz von Personal, Maschinen und Energie müssen erst noch geschaffen werden...

Lesen Sie hier mehr...

Druckversion...

Kanalreinigung: Hochdruckspül-Festigkeit von Kanälen und Leitungen

Die Technik der Hochdruckspülung hat sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Allerdings hat das Wissen um die hydraulischen Vorgänge, die sich beim Lösen der Sedimente durch den Hochdruck-Wasserstrahl abspielen, mit der Entwicklung der technischen Aggregate nicht Schritt gehalten. Die Grundlagen für einen wirtschaftlichen Einsatz von Personal, Maschinen und Energie müssen erst noch geschaffen werden. Dr.-Ing. Holger Krier von der Stadtentwässerung Frankfurt/Main analysierte in einem vielbeachteten Beitrag auf der Tagung "Entwicklungen in der Kanalisationstechnik" am 4./5. September 2001 in Köln, die das IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur mitveranstaltet hat, Stand und notwendige Weiterentwicklung der Hochdruckspül-Normung. An dieser Stelle wird dieser Vortrag – nicht zuletzt für diejenigen, die nicht in Köln dabei sein konnten – ungekürzt wiedergegeben:

Hochdruckspülfestigkeit von Abwasserkanälen und -leitungen
H. Krier

1 Einführung
2.1 Gesetze, Regelwerke, Normen
2.2 Hydraulik des Düsenstrahls
2.3 Fazit
3 Normung auf europäischer und auf deutscher Ebene
4 Inhalte der Norm zur Prüfung von Werkstoffen auf Hochdruckspülfestigkeit
5 Weiterer Ablauf des Normungsverfahrens
6 Ausblick
7 Literatur

1 Einführung

Die Hochdruckspülung hat sich in Deutschland aus tastenden Anfängen vor 40 Jahren [14] zu der am meisten verbreiteten Reinigungsmethode der Kanalreinigung entwickelt [12]. Etwa 90% der Gesamtreinigungsleistung werden in Deutschland mit diesem Verfahren erbracht [5]. Kanäle werden aus unterschiedlichen Gründen gereinigt [5, 20]:

zur Erhaltung der betrieblichen Funktionsfähigkeit: Ablagerungen – meist an der Sohle und meist locker gelagert – sind zu entfernen,
zur Vermeidung von Geruchs- und Gasbildung durch Ablagerungen: s.o.,
zur Vorbereitung einer optischen Inspektion: der gesamte Querschnitt ist zu reinigen und
zur Vorbereitung einer Kanalsanierung: erhöhter Reinigungsaufwand abhängig vom Sanierungsverfahren.

Natürlich hat sich die Technik der Hochdruckspülung im Laufe der letzten vier Jahrzehnte weiter entwickelt: Spül- und Saugwagen, Pumpen, Schläuche, Düsenköpfe, Düseneinsätze und andere Komponenten wurden verbessert, die Wasseraufbereitung auf dem Wagen wurde eingeführt [18]. Allerdings hat das Wissen um die hydraulischen Vorgänge, die sich beim Lösen der Sedimente durch den Hochdruck-Wasserstrahl abspielen, mit der Entwicklung der technischen Aggregate nicht Schritt gehalten. Die Kanalarbeiter vor Ort wenden auch heute noch die gleichen Verfahren und Methoden an, die sich zu Beginn der Hochdruckspülung empirisch entwickelt haben. Zwar gibt es seit Jahren Kanalarbeiter-Fortbildungskurse, die dabei vermittelten Kenntnisse über die Verfahren der Hochdruckspülung vor Ort, wie z. B. anzuwendende Drücke, Durchflüsse und Düsenkonfigurationen zum Lösen unterschiedlicher Ablagerungsarten und -höhen bei Kanälen unterschiedlicher Durchmesser und Gefälle gründen allerdings sämtlich auf empirischen Grundlagen. Lediglich das Phänomen des Transports der gelösten Ablagerungen zum nächsten Schacht ist durch flussmorphologische Ansätze der Feststofftransporttheorie grundsätzlich gelöst [4, 7, 19, 20].

2 Grundlagen

2.1 Gesetze, Regelwerke, Normen

Weder in den gesetzlichen Grundlagen wie dem Wasserhaushaltsgesetz des Bundes oder den Wassergesetzen der Länder noch in den Eigenkontroll- und Überwachungsverordnungen finden sich Hinweise zur Verfahrensweise oder zur Technik der Hochdruckspülung. Eine Übersicht über die relevanten Inhalte in den Landeswassergesetzen sowie den Eigenkontroll- und Überwachungsverordnungen bietet [20].

Auch die einschlägigen ATV- und DIN EN - Richtlinien und -veröffentlichungen beschränken sich auf die Beschreibung der Rahmenbedingungen und Anforderungen für die Durchführung der Kanalreinigung [siehe 2, 3, 5, 6 und 13]. Das Gleiche gilt für die einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften [z.B. 9, 10, 15] und die Dienstanweisungen vieler Kanalnetzbetreiber.

Nur einzelne Grund legende Untersuchungen, z. B. von Brune [8] oder Steiner [24], beleuchten das Problem des Verhaltens von Abwasserkanälen bei der Reinigung mit Hochdruckspülung. Die Autoren geben als Belastungsparameter Drücke, Durchflüsse und Durchmesser der verwendeten Düseneinsätze an und beschreiben die Wirkungen zu hoher Belastungen anhand von sichtbaren Riefen, Abplatzungen und Löchern in den Kanalwänden unterschiedlicher Werkstoffe. Diese Belastungsparameter erlauben aber keine Rückschlüsse über die von den Spülstrahlen auf die Rohrwände tatsächlich eingetragenen Kräfte oder Drücke, da weder der Abstand der Düsen zur Rohrwand noch die Düsengeometrie gegeben wird, auf Grund derer diese erst berechnet werden könnten.

Aus dem Europäischen Ausland sind zwei Regelwerke bekannt: Zum einen die Schweizer Norm SN 592 012 "Liegenschaftsentwässerung - Rohre, Formstücke, Verbindungen und andere Rohrleitungsteile – Bau-, Funktions- und Prüfnorm" [22]. Sie schreibt für die Rohre und Formteile der Liegenschaftsentwässerung bis DN 300 unter anderem die Untersuchung der Widerstandsfähigkeit gegen "Rohrreinigungsgeräte" vor. Die Untersuchung wird mit 100 bar an einem ca. 6 m langen Rohrstrang DN 100 mit zwei 90°-Bögen durchgeführt, siehe Abb. 1. Die Prüfdüse und der Ablauf des Prüfverfahrens sind detailliert festgelegt. Die Prüfbedingungen zeigt Tabelle 1.

Abb. 1: Prüfeinrichtung und Prüfdüse nach Schweizer Norm [22]

Anforderung	Spezifikation
Schlauchdurchmesser innen	16 ± 1mm
Schlauchdurchmesser außen	35 + 0/-1 mm
Düsentyp	Rückstrahldüse mit 45 ° Strahlwinkel ohne Vorstrahl, keine scharfen Kanten
Düsendurchmesser	40 ± 1 mm
Länge der Düse mit Schlauchnippel (steife Länge)	128 ± 1 mm

Die konkretesten Anforderungen an die Kanalreinigung enthält die Veröffentlichung des Water Research Center, England "Sewer Jetting – Code of Practice" aus 1997 [27]. Diese Abhandlung ist keine britische Norm, sie wird aber von vielen Kanalnetzbetreibern in Großbritannien als Standardwerk für die Kanalreinigung angesehen und angewandt. Die Empfehlungen darin gelten für die Grundreinigung und für das Lösen von Verstopfungen in Abwasserkanälen und -leitungen, allerdings nicht für sanierte Strecken. Der Sewer Jetting Code enthält Angaben zur Qualifikation des Personals, zur detaillierten Dokumentation der zu reinigenden Kanalstrecken hinsichtlich Werkstoff und baulichem Zustand sowie allgemeine Empfehlungen, z.B. sollten abgenutzte Düsen ersetzt werden, um eine dauerhaft hohe Reinigungsleistung zu erreichen. Vor allem gibt der Sewer Jetting Code aber ein Ablaufdiagramm über eine empfohlene Vorgehensweise, die in Abhängigkeit von der gewählten Reinigungsdüse, vom Kanalwerkstoff und dessen baulichen Zustand maximale anwendbare Drücke empfiehlt, siehe Abbildung 2.

Herausragendes Ergebnis des Sewer Jetting Code sind allerdings zwei Tabellen, die zum einen für Kanäle in gutem baulichen Zustand in Abhängigkeit vom Werkstoff und zum anderen für baulich mangelhafte Kanäle maximale Pumpendrücke empfehlen, siehe Tabellen 2 und 3. Diese spektakulären Empfehlungen haben in der Fachwelt für großen Wirbel gesorgt, aber sie sind vor dem Hintergrund der in Großbritannien üblichen Reinigungsstrategie zu bewerten: Es geht hier nicht um Betriebsdrücke für eine bedarfsgerechte Reinigung von Kanälen, sondern um maximale Drücke, die bei den einzelnen Materialien im Falle eines "Deblocking" nicht überschritten werden dürfen, damit die Kanalwand nicht übermäßig geschädigt wird.

Dahinter steht die im angelsächsischen Raum weit verbreitete, so genannte "Feuerwehrstrategie": Kanäle werden nicht bedarfsgerecht oder routinemäßig gereinigt, sondern man greift erst dann ein, wenn der Kanal verstopft ist. Dem entsprechend sind dafür höhere Drücke erforderlich als für die in Deutschland übliche bedarfsgerechte Reinigung beim Erreichen einer bestimmten Ablagerungshöhe. Dennoch geben die empfohlenen Maximaldrücke einen Anhalt über die Belastbarkeit der einzelnen Kanalwerkstoffe, zumindest in Relation zu einander.

Werkstoff	Maximaler Pumpendruck in bar
Asbestzement	340
Mauerwerk	100
Ton	340
Beton	340
GFK	100
Kunststoff (PE, PP & PVC)	180

Zustandsklasse	Beispiele typischer Schäden	Maximaler Pumpendruck in bar
1	Keine Schäden	siehe Tabelle 2
2	Kleine Risse oder Mörtelverluste in Mauerwerkskanälen	siehe Tabelle 2
3	Brüche, geringe Deformation, Steine verschoben	130, in Strecken mit Mauerwerkskanälen oder bei GFK: 100
4	starke Deformationen, multiple Brüche, fehlende Steine	80
5	Einbruch, große Gebiete mit fehlendem Mauerwerk, Sohle fehlt	80

¹⁾bei Mauerwerkskanälen oder GFK: 100 bar Abb. 2: Vorgehen bei der Hochdruckspülung für Deblocking und Reinigung nach [27]

Die Versuche wurden mit einer Einzeldüse durchgeführt, deren Strahl wahlweise unter 30° oder 45° gegen die Rohrwand gerichtet war, siehe Abbildung 3 [12]. Der Pumpendruck wurde, beginnend mit 0 bar, um jeweils 1 bar gesteigert und dann 120 s gehalten. Jede Druckstufe wurde auf einem neuen Rohrsegment aufgebracht. Nach jeder Druckstufe wurde die Rohrwand auf Schäden untersucht. Wurde eine Druckstufe als "Schadensdruck" identifiziert, wurde der Druck um 1 bar reduziert, und dann wurde der Test, beginnend mit dem reduzierten Druck, fünf Mal wiederholt, um das Limit zu bestätigen.

Abb. 3: Versuchsstand mit Einzeldüse (schematisch) [12]

Als Schaden wurde in [11] definiert: in homogenen Werkstoffen ein durch die Wand gehendes Loch, in nicht-homogenen Werkstoffen die Penetration durch die oberste Schicht. 2.2 Hydraulik des Düsenstrahls Hervorzuheben ist allerdings, dass die Empfehlungen von maximalen Pumpendrücken beim Sewer Jetting Code die ersten sind, die auf Versuchen zur maximalen Werkstoffbelastung gründen, bei denen nicht nur Druck und Durchfluss als Belastungsparameter angewendet wurden. In einer Begleitveröffentlichung [11] wird vielmehr hydraulisch analysiert, welche Kräfte F bzw. Drücke P von den Wasserstrahlen auf die Rohrwände ausgeübt werden:

[N] (1) [N/m²] (2)		(1) (2) Darin bedeuten: r - Dichte des Wassers [kg/m³] Q - Durchfluss [m³/s] v - Fließgeschwindigkeit [m/s] a - Abstrahlwinkel gegen Rohrachse [°]

Neben dem Pumpendruck sind demnach Strahlwinkel und Abstand entscheidend für die Wandbelastung. Je kleiner der Strahlwinkel, um so geringer werden die Drücke wegen der Strahldissipation auf der größeren Wirkfläche. Die größte Wirkung ergibt sich bei 90°, eine sehr viel kleinere bei den üblicherweise verwendeten Strahlwinkeln von £ 30°. Entscheidend für die Effektivität einer Düse, d. h. für einen möglichst großen Durchfluss bei gegebenem Pumpendruck, ist ihre innere Geometrie. Hydraulisch kann man die Effektivität mit dem so genannten c_d-Wert beschreiben:

[m/s] (3)		(3) Darin bedeuten: g – Erdbeschleunigung [m/s²] h – Druckhöhe [m]
Nach HOWE [17] ist der c_d-Wert abhängig von Durchfluss, Druck und Düsendurchmesser:
[-] (4)		(4) Darin bedeuten: Q – Durchfluss in [l/min] d – Durchmesser des Düseneinsatzes [mm] p – Druck am Düseneingang [bar]
Damit lässt sich die Spülstrahl-Leistung J/N bestimmen zu:
[W=Nm/s]		(5)
Oder, bezogen auf ein Wandsegment, ausgedrückt als Spülstrahl-Leistungsdichte j/n in Abhängigkeit vom Strahlwinkel:
[W/mm²]		(6)
Die Formeln (5) und (6) gelten für kleine Abstände zwischen Düsenaustritt und Rohrwand, wie sie bei der Hochdruckspülung üblich sind, wenn der Düsenkörper auf der Sohle aufliegt. Mit diesen beiden Gleichungen sind die hydraulischen Voraussetzungen geschaffen für die Definition von Anforderungen an Kanalwerkstoffe aus Belastungen aus der Hochdruckspülung.

2.3 Fazit Die Kanalreinigung mit Hochdruckspülung ist nicht genormt. Zwar gibt es auf gesetzlicher Ebene und in einschlägigen nationalen Regelwerken eine Fülle von empirisch gewonnenen allgemeinen Hinweisen und experimentell untermauerten speziellen Empfehlungen zum Vorgehen bei der Hochdruckspülung und sogar zu Werkstoff abhängigen Maximaldrücken, aber bislang fehlt noch immer eine Grund legende normative Behandlung. Insbesonders fehlen: das analytisch oder wissenschaftlich-experimentell abgesicherte Wissen über notwendige Spülstrahl-Leistungsdichten, Vorschub- und Rückzugsgeschwindigkeiten etc., zum Lösen von Sielhaut, Schlamm, Sand, Kies oder gar fest gelagerten Materialien wie z B. verfestigte organische und/oder rollige Materialien oder Beton experimentell abgesicherte Informationen darüber, ob und mit welchen Sicherheiten die in den Kanalisationsnetzen eingesetzten Werkstoffe den praxisgerechten Belastungen aus der Hochdruckspülung standhalten, wobei nicht nur die heute handelsüblichen und genormten Werkstoffe zu betrachten sind, sondern auch die Werkstoffe für Renovation und Instandsetzung (nicht zu reden von den Werkstoffen, die seit dem Beginn des planmäßigen Baus von Kanalisationen in Deutschland vor etwa 160 Jahren eingesetzt wurden), eine Verfahrensnorm, die das betriebliche Vorgehen in allen Phasen der Hochdruckspülung nach den neuesten Erkenntnissen, und hier insbesonders unter dem im ersten und zweiten Spiegelpunkt Gesagten, regelt. In Ermangelung allgemein gültiger Regelungen wird vor Ort empirisch gearbeitet: Druck, Durchfluss, Düsenkopf, Anzahl, Durchmesser und Form der Düseneinsätze und Abstrahlwinkel werden je nach Reinigungszweck, Ablagerungshöhe sowie Alter und Art des Rohrmaterials gewählt, ohne genau zu wissen, welche Strahlenergie damit auf die Ablagerungen und die Rohrwand aufgebracht wird. Bei den Netzbetreibern herrschen - durch die eigene Erfahrung geprägt - unterschiedliche Philosophien, wie die Ablagerungen entfernt werden können. Letztlich ist eine Vielzahl unterschiedlicher Reinigungsdüsen auf dem Markt, deren hydraulische Leistungsfähigkeiten zwar verbal beschrieben, aber bisher weder analytisch noch experimentell nachgewiesen und veröffentlicht sind. Es besteht also die Notwendigkeit, das verstreut vorhandene Wissen zusammen zu fassen und zu erweitern [24] und der Fachwelt zur Anwendung an die Hand zu geben, sprich: die Hochdruckspülung zu normen. Die einschlägigen Fachleute erkannten einen Regelungsbedarf auf 2 Ebenen: Vorgehen beim Betrieb (Verfahrensnorm), Anforderungen an Werkstoffe (Prüfungsnorm). Beide hängen eng zusammen, denn neben der Kenntnis der möglichen Maximalbelastungen für die unterschiedlichen Werkstoffe muss bekannt sein, welche Energien mit den Hochdruckstrahlen aufgebracht werden müssen, um die unterschiedlichen Ablagerungen wie z. B. Schlamm, Sand oder Kies zu lösen. Hier ist Grundlagenforschung vonnöten. Nur mit diesem Wissen wird es möglich sein, die Hochdruckspülung mit den geringst nötigen Einstellungen von Druck und Durchfluss sowie mit den an die Aufgabe angepassten Düsenkonfigurationen wirtschaftlich und Material schonend zu betreiben. Letztlich lassen sich damit bei den Kanalnetzbetreibern durch einen effektiven Einsatz der Hochdruckspülung unnötige Aufwendungen für Personal, Wasser und Energie sparen. 3 Normung auf europäischer und auf deutscher Ebene Erste Schritte zur Entwicklung einer Norm zur Hochdruckspülung wurden bereits im Jahr 1996 unternommen. Offensichtlich angeregt durch die Erfahrungen der Kanalnetzbetreiber und Reinigungsfirmen, dass man nicht nur schadhafte, sondern auch Kanäle aus "schlechten Zeiten" wie z. B. unmittelbar nach dem 2. Weltkrieg (und sicherlich auch Kanäle in gutem baulichen Zustand, siehe [8, 24]) auch "kaputt spülen" kann, kam eine Initiative aus der Working Group (WG) 2 (Steinzeug) des CEN/TC 165 "Abwassertechnik", eine europäische Norm für die Prüfung der Widerstandsfähigkeit von Rohrwerkstoffen gegen die Belastungen aus der Hochdruckspülung zu entwickeln. Parallel dazu hat sich auch der Arbeits-Ausschuss (AA) V 9 – "Allgemeine Anforderungen an Rohre für Abwasserkanäle und -leitungen" – des DIN Normenausschusses Wasser (NAW) mit diesem Thema beschäftigt. Er hat die Notwendigkeit einer solchen Norm bestätigt und daraufhin 1997 einen Arbeitskreis gebildet, der eigene Erkenntnisse sammeln und einen gemeinsamen Standpunkt aus deutscher Sicht zu der geplanten europäischen Norm entwickeln sollte. Der Arbeitskreis hat seine Anforderungen – aufbauend auf den Erfahrungen der von Brune [8] und Steiner [24] beschriebenen Versuche und dem so genannten Hamburger Verfahren entwickelt. Mittlerweile hat das CEN/TC 165 auf Vorschlag seiner WG 2 auf seiner Sitzung am 08.11.1999 beschlossen, zwei europäische Normen zur Hochdruckspülung zu erarbeiten, nämlich: eine so genannte Verfahrensnorm "Reinigung von Abwasserleitungen und –kanälen – Planung, Durchführung und Überwachung", die die WG 22 "Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden" entwickeln soll und eine Prüfungsnorm "Europäische Norm für die Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von Abwasserkanälen und -leitungen gegen Hochdruckspülen – Anforderungen und Testmethoden", die die WG 1 "Allgemeine Anforderungen" entwickeln soll. Im Folgenden soll über die Arbeit an der Prüfungsnorm berichtet werden. Der AA V 9 des DIN NAW hat auf eine CEN-Umfrage zu einem ersten Entwurf der von der WG 2 erarbeiteten europäischen Norm [12], deren Prüfvorrichtung sich eng an die in England entwickelte [11] anlehnt, Anfang des Jahres 2000 der Weiterarbeit an dieser Norm unter den folgenden Bedingungen zugestimmt: Die Prüfungen sind als Systemprüfungen für Rohre, Verbindungen, Abzweige und Anschlüsse auszulegen, wobei jeweils 3 Bauteile zu prüfen sind. Die Prüfungen sollten an offenen als auch an geschlossenen Rohren durchgeführt werden können. Für das "Deblocking" sind statt eines festen Wertes von 340 bar Obergrenzen (> 120 bar) anzugeben. Renovierungs- und Reparaturverfahren sind analog zu prüfen, wobei für die entsprechenden Bauteile oder Werkstoffe mit einer angegebenen Nutzungsdauer von bis zu 30 Jahren der Prüfungszyklus auf 25 Reinigungsgänge reduziert werden kann. Die WG 1 wiederum hat diese Aufgabe an die so genannte Task Group 5 "Jetting" (TG 5) delegiert, in der Vertreter aller europäischen Normungsinstitutionen mitarbeiten. Sowohl Hersteller als auch Anwender sind in der TG 5 vertreten. Die Abstimmung zwischen den beiden Normungsgruppen ist durch gegenseitige Repräsentanz gegeben. Das CEN/TC 165 hat den beiden Gruppen für die Vorlage eines Normentwurfes nur Zeit bis Juni 2001 gegeben. 4 Inhalte der Norm zur Prüfung von Werkstoffen auf Hochdruckspülfestigkeit Die TG 5 hat von April 2000 bis April 2001 vier Mal getagt. Alle Vertreter der nationalen Normungsorganisationen haben sich für die Erarbeitung der Norm ausgesprochen und zwar in paralleler Arbeit zur WG 22. Trotz einer Gemengelage von unterschiedlichen Interessen wurde einvernehmlich ein Normentwurf erarbeitet. Seine wesentlichen Inhalte sind: Die Versuche werden so angelegt, dass sie im streng wissenschaftlichen Sinne reproduzierbar sind. Der Prüfstand wird im Großen und Ganzen so aussehen wie der Versuchsstand, den das WRC verwendet hat, siehe Abbildung 3, zur besseren Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wurde er jedoch in einigen Details verändert. Die Prüfung kann nicht nur an Halb-, sondern auch an Vollrohren durchgeführt werden. Geprüft werden nur neue Rohre, ein künstliches "Altern" der Werkstoffe ist nicht erforderlich. Die Prüfungen sollen sowohl mit beweglicher Düse (Moving Test) als auch mit stationärer Düse (Stationary Test) durchgeführt werden. Für den Moving Test wird ein Düse gemäß Abbildung 4 mit einer Düsenöffnung von 2,80 mm vorgeschrieben. Der Test wird mit einem Druck von 120 bar und einem Abstrahlwinkel von 30° durchgeführt bei einem vertikalen Abstand der Düsenöffnungsmitte zur Rohrwand von 8,5 mm und einer Vorschubgeschwindigkeit von 1m/min. Es sind 50 Prüfungszyklen über eine Prüfstrecke von 1.500 mm vorgeschrieben. Die Prüfstrecke enthält eine Verbindung und einen Abzweig. Der Stationary Test wird mit einer Düse gemäß Abbildung 5 mit einer Düsenöfnung von 1,0 mm durchgeführt bei einem Abstrahlwinkel von 30° und einem vertikalen Abstand der Düsenöffnungsmitte von der Rohrwand von 5 mm. Die Prüfstücke müssen mindestens 1 m lang sein. Der Test wird je 3 Minuten lang an 10 Stellen des Prüfstücks ausgeführt, die je 50 mm voneinander entfernt liegen. Drücke für den stationären Test sind noch in der Diskussion, sie werden von den Vertretern der Werkstoffhersteller erst genannt werden, wenn diese eigene Versuchsreihen gefahren haben. Aus den Prüfparametern wie Druck, Durchfluss und Strahlwinkel wird man in Kenntnis der exakt vorgegebenen Düsengeometrie sehr genau die Belastung der Rohrwandung berechnen können, siehe Gl. (6). Die Norm ist auch anwendbar auf Bauteile für die Sanierung von Abwasserkanälen und -leitungen. Die Rohrwerkstoffe müssen die Prüfbelastungen ohne Schaden überstehen können. In einem informativen Anhang zur Prüfnorm ist für die Werkstoffe Steinzeug, Kunststoffe, Guss und Faserzement vorgeschlagen, dass die Rohre nach den Prüfungen nicht mehr Imperfektionen aufweisen dürfen als nach den Produktnormen für neue Rohre erwartet werden können. Diese Formulierungen stehen für die Werkstoffe Beton und Stahl noch aus.
Abb. 4: Düse für den Moving Test [26]

Abb. 5: Düse für den Stationary Test [26]

5 Weiterer Ablauf des Normungsverfahrens Die TG 5 hat ihren Normentwurf im April 2001 an das TC 165 mit der Bitte geleitet, eine TC-interne Umfrage bis Dezember 2001 einzuleiten. Das TC 165 hat dem zugestimmt, übrigens auch für die etwa gleichzeitig eingereichte Verfahrensnorm. Parallel dazu hat der NAW V 9 im Mai 2001 beschlossen, den Normentwurf als deutsche Vornorm DIN V 19517: Prüfverfahren zur Ermittlung der Hochdruckspülfestigkeit von Rohren für Abwasserkanäle und –leitungen, Stand August 2001, [26] zu veröffentlichen. Bei der Veröffentlichung haben Fachkollegen aus Österreich und der Schweiz mitgewirkt. Mit der Vornorm soll der deutschen Fachöffentlichkeit von dem Normungsvorhaben möglichst früh Kenntnis und Gelegenheit zur Stellungnahme gegeben werden. Der NAW V 9 wird die Ergebnisse der deutschen Stellungnahmen bewerten und sie in die Auswertung der TC-internen Umfrage einspeisen, die die TG 5 im Februar 2002 vornehmen wird. Bei positiver Resonanz wird die TG 5 dem TC 165 empfehlen, das europäische Normungsverfahren fortzusetzen. 6 Ausblick Die Entwicklung einer europäischen Norm zu Prüfverfahren zur Ermittlung der Hochdruckspülfestigkeit von Rohren für Abwasserkanäle und -leitungen ist ein notwendiges Unterfangen und mag sogar in überschaubarer Zeit zum Abschluss gebracht werden. Solange aber nicht klar ist, welche Spülstrahlenergien tatsächlich aufgebracht werden müssen, um die Ablagerungen von Schlamm, Sand und Kies zu lösen, "hängt" diese Norm so zu sagen in der Luft, weil ihr der Bezug zu den Spülungsanforderungen in der Praxis fehlt. Erst wenn diese bekannt sind, können die im Sewer Jetting Code und wohl bald auch in den einschlägigen Produktnormen veröffentlichten Werkstoff-Belastungsgrenzen in Bezug gesetzt werden zu den tatsächlich erforderlichen Belastungen bei der bedarfsgerechten Hochdruckspülung. Und erst dann sind die Grundlagen geschaffen für einen wirtschaftlichen Einsatz von Personal, Maschinen und Energie bei der Hochdruckspülung.

7 Literatur [1] Abwassertechnische Vereinigung (ATV): Arbeitsblatt A 140 Regeln für den Kanalbetrieb, Teil 1: Kanalnetz. Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e. V., St. Augustin, März 1990 [2] Abwassertechnische Vereinigung (ATV): Arbeitsblatt A 147 Betriebsaufwand für die Kanalisation, Teil 1: Betriebsaufgaben und Intervalle. Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e. V., St. Augustin, Mai 1993 [3] Abwassertechnische Vereinigung (ATV): Arbeitsblatt A 147 Betriebsaufwand für die Kanalisation, Teil 2: Personal-, Fahrzeug- und Gerätebedarf. Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e. V., St. Augustin, März 1995 [4] Artières, O.: Bildung und Remobilisierung von Ablagerungen in Mischkanalisationen. Korrespondenz Abwasser 35, Heft 10, Okt. 1988 [5] ATV-Arbeitsgruppe 1.7.3 "Regeln für den Kanalbetrieb": Kanalreinigung mit dem Hochdruckspülverfahren. Arbeitsbericht, Korrespondenz Abwasser 44, Heft 4, April 1997 [6] ATV-Arbeitsgruppe 1.7.3 "Regeln für den Kanalbetrieb": Ausschreibung von Reinigungsleistungen mit dem Hochdruckspülverfahren. Arbeitsbericht, Korrespondenz Abwasser 46, Heft 6, Juni 1999 [7] Brombach, H., Michelbach, S. und Wöhrle, C.: Feststoffe in der Mischwasserkanalisation. Korrespondenz Abwasser 40, Heft 12, Dez. 1993 [8] Brune, P.: Verhalten von Tonerdezementmörtelauskleidungen in Rohren aus duktilem Gußeisen bei der Beanspruchung mit Hochdruckreinigungsgeräten. FGR 25 Gußrohrtechnik, Fachgemeinschaft Gußeiserne Rohre, Köln 1990 [9] Bundesverband der der Unfallversicherungsträger der öffentlichen Hand (Hrsg.): Unfallverhütungsvorschrift Arbeiten mit Flüssigkeitsstrahlern (GUV 3.9), München 1993 [10] Bundesverband der der Unfallversicherungsträger der öffentlichen Hand (Hrsg.): Sicherheitsregeln für Arbeiten in umschlossenen Räumen von abwassertechnischen Anlagen (GUV 17.6), München 1996 [11] Cant., J. and Trew, J.: High-Pressure Water Jetting: Avoiding Damage to Sewers. Journal of CIWEM 12, August 1998 [12] Comité Européen de Normalisation (CEN): European Standard for determination of the Jetting Resistance of Drain and Sewer Pipes – Requirements and test methods (Draft). Brüssel, März 1999 [13] DIN EN 752 Teil 7: Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden – Betrieb und Unterhalt. Deutsche Fassung, April 1998 [14] Frechen, B.: 40 Jahre Hochdruckspültechnik. Verband der Rohr- und Kanalreiniger, VDRK Verbands Info, Kronberg (Ts), Okt. 1999 [15] Gemeinde-Unfallversicherungsverband (Hrsg.): Unfallverhütungsvorschrift Abwassertechnische Anlagen (GUV 7.4), 1994 [16] Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz – WHG). In der Fassung vom 12.11.1996, BGBl. I S. 1695 [17] Howe, H.: Widerstand gegen Hochdruckspülung - Grundprinzipien. Mündlicher Vortag auf der Sitzung des Normenausschusses DIN NAW V 9, Berlin, Nov. 1999 [18] Lenz, J. und Wielenberg, M.: Sedimentation in Abwasserkanälen und Kanalreinigung. 3R International 36, Heft 9, Sept. 1997 [19] Macke, E.: Über den Feststofftransport bei niedrigen Konzentrationen in teilgefüllten Rohrleitungen. Mitteilungen des Leichtweiß-Instituts für Wasserbau der Technischen Universität Braunschweig, Heft 76, Braunschweig 1982 [20] Sander, T.: Zur Dimensionierung von ablagerungsfreien Abwasserkanälen unter besonderer Berücksichtigung von neuen Erkenntnissen zum Sedimentationsverhalten. Korrespondenz Abwasser 41, Heft 11, Nov. 1994 [21] Schlüter, M.: Empfehlungen für die Kanalreinigung. Vortragsmanuskript zum Seminar "Anforderungen an den Betrieb von Kanalisationsnetzen", Bildungszentrum für die Enrsorgungs- und Wasserwirtschaft GmbH (BEW), Essen, 25.08.1999 [22] Schweizerische Normenvereinigung SNV: Liegenschaftsentwässerung – Rohre, Formstücke, Verbindungen und andere Rohrleitungsteile, Bau-, Funktions- und Prüfnorm. SN 592 012, Zürich 1994 [23] Stein, D.: Instandhaltung von Kanalisationen. 3. Auflage, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1999 [24] Steiner, H. R.: Verhalten von Abwasserkanälen bei der Reinigung mit Hochdruckspülung. Korrespondenz Abwasser 39, Heft 2 1992 [25] Störner, S.: Richtlinien für die Kanalreinigung. Korrespondenz Abwasser, 43, Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik, St. Augustin 1996 [26] Vornorm DIN V 19517: Verfahren zur Ermittlung der Hochdruckspülfestigkeit von Rohren für Abwasserleitungen und -kanäle, August 2001 [27] Water Research Center: Sewer Jetting - Code of Practice, 1^st edition, WRC Publication, Swindon, UK 1997
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Herrn Dr.-Ing. Holger Krier Stadtentwässerung Frankfurt am Main Abteilung 68.2 Goldsteinstraße 160 60528 Frankfurt am Main Tel.: 0 69 - 21 23 51 24 Fax.: 0 69 - 21 24 33 87 Mail: holger.krier@stadt-frankfurt.de oder Herrn Dr.-Ing. Bert Bosseler IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen Tel.: 0209 17806-0 Fax: 0209 17806-88 Email:bosseler@ikt.de

Hausanschlüsse und Grundleitungen: Wie auf Dichtheit prüfen? Viele Hauseigentümer wissen es noch nicht einmal, aber die Zeit drängt: Nach §45 BauO NRW muß für Immobilien in Wasserschutzgebieten die Dichtheit der Hausanschlüsse und Grundleitungen bis spätestens Ende 2005 nachgewiesen werden. Bisher ist allerdings noch unklar, inwieweit sich die Forderungen der Landesbauordnung überhaupt umsetzen lassen. Ein Forschungsvorhaben des IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen, soll jetzt Abhilfe schaffen. Bisher ungeklärt ist auch, was nach den Regelungen der Landesbauordnung NRW unter einer Dichtheitsprüfung zu verstehen ist. Angaben über Prüfverfahren und insbesondere über Prüfkriterien sind in dem Gesetzestext der Landesbauordnung nicht enthalten. Ebenso liegen bis heute keine gesicherten Erkenntnisse darüber vor, ob eine Dichtheitsprüfung in allen Bereichen des stark verästelten und meist unzugänglich unter der Kellerplatte verlegten Grundleitungsnetzes überhaupt möglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn an dem Grundleitungsnetz im Verborgenen auch Dränageleitungen angeschlossen wurden.


Bild 1: Verästeltes Grundleitungsnetz amBeispiel einer Schule (Ausschnitt)		Bild 2: Erneuerung der Grundleitungenin einem Mehrfamilienhaus

Prüfkriterien und -verfahren bisher nur für den öffentlichen Kanal Allein mit einer TV-Inspektion ist eine eindeutige Aussage zur Dichtheit der Leitung nicht zu erzielen, wie zahlreiche Untersuchungen verschiedener Forschungsinstitute belegen. Andererseits ist zu klären, ob für jahrzehnte alte Hausanschluss- und Grundleitungen dieselben strengen Prüfkriterien anzusetzen sind, wie sie in der DIN EN 1610 für neu gebaute öffentliche Kanäle gefordert werden oder ob aufgrund abweichender Randbedingungen insbesondere für die Prüfung mit Luft eigene Prüfkriterien für diese Leitungen zu definieren sind. Inwieweit sich mit den heute verfügbaren Prüfverfahren die Forderung nach einer Dichtheitsprüfung in Hausanschluss- und Grundleitungen zuverlässig und reprodizierbar umsetzen läßt, bleibt ebenso offen, wie die Frage, ob eine Weiterentwicklung der Prüfverfahren bis zum Ablauf der o.a. Fristen notwendig und möglich ist. Zuverlässige Hinweise oder Empfehlungen liegen bisher nicht vor. Im Extremfall wäre eine Einschränkung, Anpassung oder Konkretisierung der rechtlichen Regelungen zur Dichtheitsprüfung von Hausanschluss- und Grundleitungen notwendig, um die Umsetzung dieser Regelung sicherzustellen. IKT untersucht Dichtheitsprüfungen Im Rahmen des IKT-Forschungsvorhabens sollen ausgewählte Verfahren zur Dichtheitsprüfung in wirklichkeitsgetreuen Betriebsprozessen an Immobilien unterschiedlicher Größe mit verschiedenen Hausanschluss- und Grundleitungen getestet werden. Bei der Auswahl dieser sogenannten "Testhäuser" werden unterschiedliche Bauepochen berücksichtigt, die sich jeweils durch die Wahl der eingesetzten Werkstoffe für die Leitungen und Dichtungen unterscheiden. Die Vorgehensweise dabei ist, daß alle Maßnahmen im Zuge einer Dichtheitsprüfung durch verschiedene Anbieter an Objekten vor Ort unter Begleitung durch das IKT durchgeführt werden. Während der Arbeiten wird der typische Betrieb der Gebäude aufrechterhalten, so daß auch Vorkehrungen zur Ableitung des anfallenden Abwassers zu treffen sind. Ziel des Vorhabens ist es, den Eigentümern von Immobilien den gesamten Ablauf der Zustandserfassung des privaten Abwasserleitungsnetzes näher zu bringen und geeignete Prüfverfahren mit realistischen Prüfkriterien an die Hand zu geben. Denn nur wenn sich die Forderung nach einer Dichtheitsprüfung in Hausanschluss- und Grundleitungen mit den heute verbreiteten Prüfverfahren auch zuverlässig und reproduzierbar umsetzen läßt, kann man den Bürger sinnvollerweise dazu verpflichten, der Gemeinde auf Verlangen eine Bescheinigung über die Dichtheit seines Entwässerungssystems vorzulegen. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Herrn Dipl.-Ing. Dieter Homann IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen Tel.: 0209 17806-0 Fax: 0209 17806-88 Email:homann@ikt.de

Jetzt für die neue Fremdwassersaison planen Wissen Fremdwasser, Teil 1: Wann messen? Auf den ersten Blick eine triviale Frage: natürlich nachts – im Minimum des Schmutzwasserablaufs, und im Herbst oder Winter, wenn es stark regnet. Aber stimmt das wirklich? Nachts ist unumwunden richtig, weil das Fremdwasser nur isoliert von den anderen Strömen im Kanal bestimmt werden kann. Die letztere Aussage dagegen hat ihre Tücken: Fremdwasser, das hauptsächlich aus dem Grundwasser in den öffentlichen oder privaten Kanal gelangt, ist primär nicht vom Niederschlag, sondern vom Grundwasserstand abhängig. Und der ist systembedingt im Frühjahr – in den Monaten Februar bis April (vgl. Abb. 1) – am höchsten.

Abb. 1: Eine langfristige Grundwasserganglinie: auffällig die extrem niedrigen Grundwasserstände im Frühjahr 1996, dem Jahr, in dem es kaum Fremdwasser gab. (Bildvergrößerung)		Außerdem – um die Sache noch etwas komplizierter zu machen – ist Grundwasserhöchststand nicht gleich Grundwasserhöchststand. Klimaschwankungen haben Einfluss auf Temperatur und Niederschlag und bestimmen, wieviel Wasser jedes Jahr neu in den Grundwasserleiter gelangt. Der zweite große Einflussfaktor ist die Nutzung der Grundwasservorräte zur Trinkwassergewinnung und für industrielle Zwecke. Der hohe Wasserverbrauch der 70er Jahre hat unübersehbar eine Delle in der langjährigen Grundwasserganglinie vieler Regionen hinterlassen (vgl. Abb. 1).

Wie Sie es nicht machen sollten Angenommen, Sie haben die Jahreswende 1994/95 mit ihren sehr hohen Grundwasserständen unter den Auswirkungen einer verschärften Fremdwasserproblematik mit erheblichen Blessuren überstanden, das Jahr 1995 für Planung genutzt und im Frühjahr 1996 mit Messgeräten und TV-Inspektionswagen im Kanal auf Fremdwasser gelauert. In diesem Fall mussten Sie feststellen, dass Ihr Kanalisationsnetz überhaupt kein Fremdwasserproblem hat. Im Frühjahr 1996 hatte sich der Grundwasserstand nach einem trockenen Sommer und einem trockenen Winter überhaupt nicht erholen können. Die Grundwasserstände waren in vielen Regionen auf ein Rekordtief gesunken (vgl. Abb. 1), undichte Abschnitte der öffentlichen und privaten Entwässerungsleitungen und angeschlossene Hausdränagen lagen buchstäblich auf dem Trockenen. Sie konnten unter diesen Bedingungen einfach kein Fremdwasser finden!

Wie es besser geht Prüfen Sie als Erstes, ob Sie ein grundwassersaisonabhängiges Fremdwasserproblem haben. Wenn die Ablaufdaten der Kläranlage in einem Jahr mit hohen Grundwasserständen den typischen Frühjahrshügel zeigen und im Frühjahr 1996 nicht (vgl. Abb. 2), ist der Erfolg aller Maßnahmen entscheidend davon abhängig, dass Sie sicherstellen, bei überdurchschnittlichen Grundwasserständen zu ermitteln.

(Bildvergrößerung)		(Bildvergrößerung)
Abb. 2: Typischer Frühjahrshügel in den Ablaufdaten der Kläranlage (links) bei hohen Grundwasserständen, Fehlen bei niedrigen Grundwasserständen (Referenzjahr 1996)
Besorgen Sie sich eine langfristige Grundwasserganglinie von einer Messstelle, die sich in einem Bereich mit geringem Flurabstand befindet und bestimmen Sie aus dem Daten den mittleren Grundwasserstand in der Region. Ihre Fremdwassermengen- oder Herkunftsermittlungen müssen bei Grundwasserständen durchgeführt werden, die deutlich über diesem Durchschnitt liegen.

Und das ist der Startschuss für Ihre Maßnahmen Lassen Sie die repräsentative Grundwassermessstelle ab sofort (Winteranfang) beobachten: steigt der Grundwasserspiegel zum Ende des Winters deutlich über den langjährigen Durchschnitt an? Wenn Sie das feststellen, geben Sie den Startschuss für die Untersuchungen! Die nachgewiesen hohen Grundwasserstände werden dafür sorgen, dass Sie verwertbare Aussagen aus Fremdwassermengenmessungen und TV-Inspektionen (Herkunft) gewinnen können. Und wenn Sie eine bereits geplante Kampagne trotz niedriger Grundwasserstände nicht mehr abblasen konnten: Sie können eindeutig belegen, warum Sie die Maßnahme wiederholen müssen. Mit dem IKT-Baukasten Wissen Fremdwasser zum Ziel – Teil 2 folgt im nächsten Monat! Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Herrn Dr.-Ing. Bert Bosseler IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen Tel.: 0209 17806-0 Fax: 0209 17806-88 Email:bosseler@ikt.de

Grundstücksentwässerung: Versickerung auf privaten Grundstücken

Die Versickerung auf privaten Grundstücken ist eine Alternative zur klassischen Abwasserbeseitigung, die zunehmend an Bedeutung gewinnt. Forschungs- und Pilotprojekte zeigen aber, daß der Planungs- und Umsetzungsprozeß von Versickerungsanlagen zeitaufwendig ist. Ein neuer Vorschlag für ein Umsetzungskonzept zielt auf mehr Effizienz und höhere Akzeptanz der Bürger. Auf dem IKT-Forum "Grundstücksentwässerung 2001" stellten Dipl.-Ing. L. Krob und Dipl.-Ing. K. Buchenau ein derartiges Konzept vor. Hier der volle Wortlaut dieses sehr interessanten Vortrags:

Versickerung auf privaten Grundstücken

Autoren: Krob, L. ¹; Buchenau, K. ²

1. Einführung
2. Vorschlag für ein Umsetzungskonzept
3. Abb. 1 Methodisches Vorgehen beim Aufbau des Informationssystems

1. Einführung

In den kommenden Jahren werden viele Kommunen gezwungen sein, ihre vorhandenen Oberflächenentwässerungseinrichtungen zu sanieren bzw. in der Konzeption zu verändern, da sie

baulich nicht mehr den aktuellen Anforderungen entsprechen,
hydraulisch überlastet sind und/oder
neue Einleitungsanträge für auslaufende wasserrechtliche Genehmigungen bzw. für Neuanträge gestellt werden müssen, wobei sich die Einleitungsbedingungen in der Regel verschärfen werden (ggf. auch Anpassung bestehender Genehmigungen an aktuelle gesetzliche Vorgaben).

Die Auflagen und die einzuhaltenden Bedingungen für derartige Einleitungen sind von Seiten der Gesetzgeber in den letzten Jahren zum Teil erheblich verändert worden. Es kristallisiert sich heraus, dass individuelle Lösungen mit einer Minimierung der Bau- und Unterhaltungskosten zukünftig gefordert sind. Hier haben Verfahren der Versickerung auf privaten Grundstücken, d.h. der naturnahen Regenwasserbewirtschaftung deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Lösungen. Auch ist von Seiten der Kommunen das Bemühen erkennbar, den Einzelnen überall dort, wo es für das Allgemeinwohl vertretbar ist, wieder mehr in die Verantwortung zu nehmen (Bsp. Grundstücksentwässerung).

Die bisherigen Konzeptionen der Oberflächenentwässerung waren darauf ausgerichtet, das anfallende Wasser möglichst auf kürzestem Wege zu sammeln und aus dem Gebiet abzuführen. Es wurde hierbei, unabhängig, ob es sich um ein städtisches Gebiet oder um den ländlichen Raum handelt, ein vergleichsweise hoher Entwässerungsstandard entwickelt und gefahren. Dieses Prinzip hat, wie mittlerweile erkannt worden ist, wasserwirtschaftlich und ökologisch gesehen erhebliche Nachteile.

Die Nachteile des Ableitungsprinzips baulich zu beseitigen (zum Beispiel durch Rückhaltebecken, Kanalstauräume etc.), heißt in der Regel erhebliche Kosten aufzuwenden. Auch aus Sicht des Umweltschutzes sind diese Maßnahmen, auch wenn sie den positiven Zweck der Abflußdrosselung und des Fließgewässerschutzes verfolgen, nicht unbedingt eine Verbesserung der jeweiligen Situation. Die Anlage von Rückhaltebecken kann durch die Flächeninanspruchnahme zu einer erheblichen Beeinträchtigung von Natur- und Landschaft führen. Durch eine möglichst naturnahe Gestaltung kann der Konflikt zwar gemindert werden, es ist aber in jedem Fall die Abwägung zwischen einer naturnahen Ausbildung mit einem relativ hohen Flächenbedarf und einer technischen Lösung bei geringem Flächenbedarf zu führen, wobei die Flächenverfügbarkeit oft schon der limitierende Faktor ist.

Diese Problematik hat die Suche nach Alternativen bewirkt, die als Voraussetzung den gleichen oder einen vergleichbaren Entwässerungskomfort gewährleisten. Das "Konzept der naturnahen dezentralen Regenwasserbewirtschaftung" hat sich hieraus entwickelt und bietet neben der Einhaltung der oben genannten Standards vor allem auch aus hydrologischer Sicht diverse Vorteile und eine hohe Flexibilität in der Anwendung bei vergleichsweise geringeren Kosten. Es wird hierbei in das bestehende, über lange Jahre gewachsene Entwässerungskonzept eingegriffen und dieses sukzessive verändert.

Bei der Durchführung von dezentralen Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen kann der Direktabfluß erheblich reduziert werden. Als positiver Effekt wird der Trockenwetterabfluß erhöht. Bei fachlich korrekter Konzeption ist mit dezentralen Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen mittels Erhöhung von Grundwasserneubildungsraten eine Verbesserung der Grundwasserverhältnisse verbunden. Aufgrund der in den letzten Jahren ständig verminderten Grundwassernutzung (Verringerung der Grundwasserförderung zu Trink- und Brauchwasserzwecken, Verringerung von Wasserhaltungsmaßnahmen im Bereich von Bergbautätigkeiten usw.) besteht allerdings das Risiko einer Fehleinschätzung zukünftiger hydrogeologischer Verhältnisse mit z.T. kontraproduktiver Wirkung auf die Akzeptanz dezentraler Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen (Stichwort "nasse Keller").

Aus Forschungsprojekten und beispielhaften Umsetzungen ist deutlich geworden, dass der Planungs- und Umsetzungsprozeß mehr Zeit in Anspruch nimmt als eine kostenintensivere konventionelle Lösung. Der Bürgerberatung und -betreuung kommt hierbei eine nicht zu unterschätzende zentrale Bedeutung zu, um die nötige Akzeptanz zu erzielen. Eine erfolgreiche Umsetzung ist darüber hinaus nur in einem Planungsteam möglich, da die Anlagen einerseits komplexe Fragestellungen aufwerfen und andererseits aber auch viele gestalterische Möglichkeiten beinhalten, die es gilt, für die Konzeption und hierbei auch akzeptanzfördernd zu nutzen.

2. Vorschlag für ein Umsetzungskonzept

Zu entwickelnde Planungskonzepte sollten das Ziel verfolgen, für die jeweiligen Bearbeitungsgebiete im Sinne eines "roten Fadens" möglichst konkret und umsetzungsorientiert Maßnahmen aufzuzeigen und diese exemplarisch umsetzungsreif zu entwickeln. Es sollte der zeitgemäße Ansatz einer "schlanken Planung" verfolgt werden, bei dem regionalplanerische Ansätze mit der konkreten Objektplanung in einem Planungsschritt verknüpft werden. Hilfreich kann dabei auch die Erstellung eines "Informationssystemes Regenwasserbewirtschaftung" sein.

Die Planung einer Regenwasserbewirtschaftung, die den Anforderungen des Boden- und Gewässerschutzes gerecht wird und gleichzeitig einen möglichst geringen Kostenaufwand erfordert, setzt umfassende Kenntnisse der standörtlichen Rahmenbedingungen voraus. Dazu gehören sowohl naturräumliche Gegebenheiten wie Geologie, Klima und Hydrologie als auch anthropogene Einflussfaktoren wie Flächennutzung und Versiegelung. Diese Faktoren beeinflussen einerseits die technische Ausführung der Versickerung, können die Möglichkeiten einer naturnahen Regenwasserbewirtschaftung aber auch generell einschränken.

Als technische Lösungsmöglichkeiten stehen der dezentralen Regenwasserversickerung einerseits oberirdische Versickerungsverfahren, bei denen die Schutz- und Filterfunktion der oberen belebte Bodenschicht genutzt wird (Flächen-, Muldenversickerung, offene Oberflächenentwässerung), andererseits unterirdische Versickerungsverfahren (Rigolen-/Rohrversickerung, Schachtversickerung) zur Verfügung. Möglich sind auch kombinierte Verfahren wie die Mulden-Rigolen-Versickerung.

Das Informationssystem muss zum einen über die naturräumlichen Gegebenheiten Auskunft geben. Von besonderer Relevanz sind dabei

die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes,
der Grundwasserflurabstand,
die Hangneigung.

Daneben ist über die Siedlungsfaktoren - insbesondere über die Flächennutzung, über Luftemissionen sowie potenzielle Bodenverunreinigungen zu informieren. Diese lassen eine Abschätzung der Stofffrachten der Wässer, die versickert werden sollen, zu und geben Auskunft über die zur Versickerung zur Verfügung stehenden Flächen.

Das Informationssystem muss die entscheidungs- und planungsrelevanten Grundlagen für eine naturnahe Regenwasserbewirtschaftung übersichtlich und allgemeinverständlich darstellen.

Relevante Informationen sind aggregiert zusammenzufassen, damit sich auch fachexterne Personen einen schnellen Überblick verschaffen und Chancen und Risiken einer geplanten Regenwasserversickerungsanlage abschätzen können. Gleichzeitig muss die Bewertung der Flächen transparent sein. Bei Bedarf muss auf Detail- und Hintergrundinformationen zurückgegriffen werden können.

Darüber hinaus wird das Informationssystem mit exemplarischen objektbezogenen Untersuchungen und Entwürfen (Beispielplanungen) verbunden. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine schnelle Umsetzung regionalplanerischer Ansätze in objektbezogenes Handeln.

Die Informationen sollten nicht nur den für Planung und Genehmigung zuständigen Behörden, sondern auch Bauträgern und der interessierten Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Dazu sollen Inter- und Intranet genutzt werden.

Daneben sollte das Informationssystem dem Nutzer auch einen Leitfaden zum Umgang mit den gelieferten Daten geben. In diesem Zusammenhang bietet es sich an, Planungsbeispiele für verschiedene denkbare Standortfaktorenkombinationen vorzustellen.

Werden die o. g. Maßnahmen allmählich in das bestehende, über lange Jahre gewachsene Entwässerungssystem eingebunden, sind mit der Umsetzung dezentraler Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen vergleichsweise geringe Kosten verbunden. Für die einfachen Muldensysteme, z. B. im Bereich von Zeilenbebauung, ergeben sich Kosten von unter 10,00 DM/m² A_red. Sind aufwendigere Zuleitungen erforderlich oder werden aus gestalterischen Gründen aufwendigere Materialien verwendet, so erhöhen sich die Kosten auf rd. 30 bis 40 DM/m² A_red. Ein nicht zu vernachlässigender Vorteil für Grundstückseigentümer liegt auch in den guten Möglichkeiten, Eigenleistungen einzubringen.

Abb. 1 Methodisches Vorgehen beim Aufbau des Informationssystems
(nach BUCHENAU 1999, verändert)

Für weitere Informationen
wenden Sie sich bitte an:

¹Büro Prof. Dr. Harro Stolpe
Beratende Geowissenschaftler und
Ingenieure GmbH
Universitätsstr. 142
44799 Bochum

²Büro Prof. Dr. Harro Stolpe
Beratende Geowissenschaftler und
Ingenieure GmbH
Gotenstr. 4
20097 Hamburg

oder

Herrn Dr.-Ing. Bert Bosseler
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-0
Fax: 0209 17806-88
Email:bosseler@ikt.de

Schachtbauteile DIN 4034 Teil 1, Teil 2: Qualität mit feinen Unterschieden

Für Schächte aus Beton- und Stahlbetonfertigteilen gibt es zwei verschiedene DIN-Normen. Die Unterschiede werden erst auf den zweiten Blick deutlich. Das ist besonders fatal, denn die Anwendungsbereiche sind klar definiert: nicht jedes Bauteil darf im Abwasserbereich verwendet werden. Fertigteile aus Beton- und Stahlbeton in güteüberwachter Qualität werden im Tiefbau in vielen Anwendungsfällen eingesetzt. Rohre von DN 250 bis 4000 mm gehören ebenso dazu wie Rahmenprofile, Behälter und Schachtbauwerke, Regenrückhaltebecken, Kleinkläranlagen und natürlich Bauteile für Einstiegsschächte. Der Güteschutz Beton NRW e.V. überwacht ca. 280 Hersteller von Fertigteilen in NRW und Benelux. Darunter sind ca. 40 Hersteller, die Schachtringe, -unterteile und Schachthälse (Konen) produzieren.

Herstellerverzeichnis Güteschutz Beton NRW		Gütezeichen: Kennzeichen überwachter Produktqualität

Schachtfertigteile werden für zwei völlig unterschiedliche Anwendungsfälle hergestellt. Schachtfertigteile nach DIN 4034 Teil 1 (09.93) werden eingesetzt, wenn der daraus hergestellte Schacht ein Bauwerk für einen Abwasserkanal ist. Schachtfertigteile nach DIN 4034 Teil 2 (10.90) eignen sich ausschließlich zum Bau von Schächten für Brunnen- und Sickeranlagen.

		Bild links: vorne: Schachtring DIN 4034 Teil 1 mit aufgezogener Elastomerdichtung auf dem Spitzende hinten: Schachtring DIN 4034 Teil 2

Wesentliche Unterschiede Eine ernste Verwechselungsgefahr besteht in der gleichlautenden Normbezeichnung, die sich nur durch den Zusatz "Teil 1" bzw. "Teil 2" unterscheidet. Doch ansonsten sind wesentliche Unterschiede vorhanden: Gemäß DIN 4034 Teil 1 beträgt die Wandstärke der Bauteile mindestens 150 mm und die erforderliche Scheiteldruckkraft z.B. eines Schachtringes DN 1000 ist mit 80 KN/m festgelegt. Die Wasserdichtheit wird bei einem Überdruck von 0,5 bar und einer maximal zulässigen Wasserzugabe von 0,07 l/m² ermittelt. Die Bauteilverbindungen müssen mit einem elastomeren Dichtmittel auf dem Spitzende abgedichtet werden.

Detail Schachtring Teil 1: Dichtung, Kennzeichnung mit Übereinstimmungszeichen und Gütezeichen		Detail Schachtring Teil 2: Falzverbindung ohne Dichtung, Kennzeichnung mit Gütezeichen

Demgegenüber sieht DIN 4034 Teil 2 Mindestwandstärken von 90 mm und eine Scheiteldruckkraft bei einem Schachtring DN 1000 von 47 KN/m vor. Die Wasserdichtheit wird in Anlehnung an DIN 4281: Beton für Entwässerungsgegenstände als Absinken des Wasserspiegels am drucklos gefüllten Bauteil geprüft. Elastomere Dichtmittel sind nicht zwingend gefordert und werden überwiegend auch nicht eingesetzt. Gerade in Bezug auf die Wasserdichtheit sind die Anforderungen an Schachtbauteile nach DIN 4034 Teil 1, die bei der Produktion und bei der Fremdüberwachung der Bauteile nachgewiesen werden müssen erheblich höher als bei Bauteilen nach Teil 2. Nicht um jeden Preis Aus dem tägliche Leben sind viele Beispiele von Produkten bekannt, die in preiswerten Ausführungen bis hin zu Luxusvarianten angeboten werden, z.B. Kugelschreiber, Lebensmittel und Autos als symbolträchtige Statusobjekte. Unabhängig von ihrer Ausführung dürfen alle Produkte gleichermaßen verwendet werden. Bei Schachtfertigteilen ist das nicht der Fall. Bauteile nach DIN 4034 Teil 2 sind zwar –eben aufgrund der genannten Unterschiede- ca. 40 - 45 % preiswerter als Bauteile nach DIN 4034 Teil 1. Trotz güteüberwachter Produktqualität und trotz Preisvorteilen darf ein Schachtring nach DIN 4034 Teil 2 jedoch nicht für Abwasserbauwerke verwendet werden.

		Bild links: Schachtring Teil 1 (links) und Teil 2 (rechts): Unterschiede in der Wandstärke und in der Verbindungsart: Muffenverbindung mit Dichtung (links) Falzverbindung (rechts)

Für den Bereich von Brunnen- und Sickeranlagen sind diese Bauteile jedoch gut geeignet. Da sie planmäßig keine Schutzfunktion von Wasser und Boden gegenüber verschmutzten Medien ausüben müssen, kann auf hohe Anforderungen an die Dichtheit verzichtet werden. Verwechselung oder Absicht ? Oft wird beobachtet, dass in Ausschreibungen Beton- und Stahlbetonrohre mit exakt beschriebener Qualität auf der Grundlage der DIN 4032 bzw. 4035 zuzüglich FBS-Richtlinie enthalten sind. Demgegenüber werden die Schachtbauteile mit einem Hinweis auf "DIN 4034" beschrieben- eine Festlegung, die ohne den Zusatz "Teil 1" im Abwasserbereich nicht ausreichend ist. Die Folge ist, dass in der Tat hochwertige Rohre verbaut werden und die Einstiegsschächte aus Fertigteilen nach DIN 4034 Teil2 bestehen, die lediglich für Brunnen- und Sickeranlagen verwendet werden dürfen. Das gleiche unerwünschte Resultat wird erzielt, wenn der entscheidende Unterschied beider Normen der bauausführenden Firma nicht bekant ist oder nicht hinreichend unterwiesenes Personal mit der Materialbeschaffung beauftragt wird. Ebenso kann der Preisvorteil dazu verführen, dass Brunnenringe (DIN 4034 Teil 2) absichtlich und wissentlich im Abwasserbereich verwendet werden. In allen Fällen wird die Idee eines nachhaltigen Umweltschutzes durch den nicht bestimmungsgemäßen Einsatz von Bauteilen vereitelt. Sind Fertigteile nach DIN 4034 Teil 1 auf der Baustelle vorhanden, muss noch eine letzte Hürde genommen werden: der korrekte Einbau. Die Vertrautheit der Baukolonne mit Brunnenringen ohne Dichtung kann so groß sein, dass beim Montieren der Abwasserringe (DIN 4034 Teil1) das Aufziehen der Elastomerdichtungen übersehen wird, zumal dadurch zwei Arbeitsschritte bei der Montage eingespart werden: das Aufziehen der Dichtungen und das Auftragen von Gleitmittel.

		Bild links: Muffenverbindung bei einem Schachtring Teil 1: Die Dichtung muss noch aufgezogen werden

Qualität in Produktion, Ausschreibung und Baustelle Güteüberwachte Schachtbauteile werden in vielen Fertigteilwerken in zwei unterschiedlichen Sorten hergestellt: Schachtbauteile für Abwasserbauwerke nach DIN 4034 Teil 1 und Schachtbauteile für Brunnen- und Sickeranlagen nach DIN 4034 Teil 2. Die Fremdüberwachung und Zertifizierung der Produktqualität wird in beiden Fällen von Ländergüteschutzgemeinschaften wie z.B. dem Güteschutz Beton NRW durchgeführt. Die erforderlichen Materialprüfungen werden in anerkannten Prüfstellen wie z.B. dem IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen vorgenommen. Damit sind die materialtechnischen Voraussetzungen für hochwertige Schachtauwerke vorhanden. Wenn durch präzise Festlegungen in Planung, Ausschreibung und Materialbestellung sowie durch Kontrollen auf der Baustelle sichergestellt ist, dass auf allen Ebenen die korrekte Qualitätsstufe weitergegeben wird, werden aus Schachtfertigteilen nach DIN 4034 Teil 1 dauerhafte und dichte Schächte für Abwasserkanäle hergestellt.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Herrn Dipl.-Ing. Stefan Zwolinski Güteschutz Beton Nordrhein-Westfalen Beton- und Fertigteilwerke e. V. Friedrich-Ebert-Strasse 37 - 39 40210 Düsseldorf Email:info@gueteschutz-beton.de oder Herrn Dr.-Ing. Bert Bosseler IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen Tel.: 0209 17806-0 Fax: 0209 17806-88 Email:bosseler@ikt.de

Unternehmensportrait: SAINT-GOBAIN GUSSROHR GmbH & Co. KG Duktile Gußrohre spielen in der Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung seit Jahren eine gewichtige Rolle. Mitte 2000 haben zwei große deutsche Hersteller ihre Gußrohraktivitäten zusammengefaßt. Sie gehören nun zur internationalen SAINT-GOBAIN-Gruppe. Die so neu entstandene SAINT-GOBAIN GUSSROHR GmbH ist aktives Mitglied im Förderverein des IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen.

Die Traditionsunternehmen HALBERGERHÜTTE GmbH, Saarbrücken und SCHALKER VEREIN Rohrsysteme GmbH & Co. KG, Gelsenkirchen haben ihre Gussrohraktivitäten Mitte des Jahres 2000 zur SAINT-GOBAIN GUSSROHR GmbH & Co. KG mit Sitz in Saarbrücken zusammengefasst. Das Unternehmen unterstreicht mit dieser Namensänderung seine Zugehörigkeit zur internationalen SAINT-GOBAIN-Gruppe, deren Gründung auf das Jahr 1665 zurückgeht. An beiden Produktionsstätten werden Gussrohre für die Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung im Schleudergussverfahren hergestellt; die produzierten Nennweiten decken den Bereich von DN 80 bis DN 1400 ab. Das Werk in Gelsenkirchen hat sich neben der Rohrproduktion auf die Herstellung von Formstücken spezialisiert. Duktile Gussrohre von SAINT-GOBAIN sind nicht nur in Deutschland für ihre Qualität und lange Lebensdauer bekannt, sondern werden auch seit vielen Jahren in über 30 Länder weltweit exportiert. SAINT-GOBAIN ist weltweit führend bei Rohren aus duktilem Gusseisen und außerdem größter Kanalgusshersteller Europas. SAINT-GOBAIN GUSSROHR ist Fördermitglied des IKT und arbeitet bei Produktentwicklungen und in der Forschung mit diesem zusammen.

Produktpalette (Download ca. 116 kb)

Leistungsspektrum: SAINT-GOBAIN GUSSROHR bietet neben den bewährten Serviceleistungen ein umfangreiches Leistungs- und Lieferspektrum: Rohrsysteme für die Trinkwasserversorgung Rohrsysteme für die Abwasserentsorgung Rohrleitungssysteme für Beschneiungsanlagen Formstücke für Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung Kanalguss Vertrieben werden Muffenrohre und Formstücke aus duktilem Gusseisen in Dimensionen von 80 – 2000 mm Durchmesser für die Trinwasserver- und Abwasserentsorgung mit Steckmuffe System TYTON bzw. System Standard (auch zugfest). Die Rohre sind innen mit Zementmörtel ausgekleidet und außen spritzverzinkt mit Deckbeschichtung oder mit einem werkseitig aufgebrachten PE- oder ZM- Außenschutz versehen. Seit Juni 2000 wurde das Leistungsspektrum um den Bereich der Oberflächenentwässerung mit der Kanalguss-Produktserie VIATOP ^® erweitert. Das Programm bietet Aufsätze und Schachtabdeckungen aus duktilem Gusseisen an. Bisher ungelöste Probleme wie Ergonomie und Sicherheit, Lärmschutz, Wirtschaftlichkeit wurden mit dieser Produktserie gelöst und vor der Markteinführung durch ein umfangreiches Testprogramm des IKT in Gelsenkirchen über den herkömmlichen Zertifizierungsumfang hinaus bewiesen.

Schachtabdeckung (Download ca. 100 kb)

Der Vertrieb unserer Produkte erfolgt durch: Vertriebsbüro DRESDEN, Tel.: 0351/85393-0 Vertriebsbüro GELSENKIRCHEN, Tel.: 0209/166-2206 Vertriebsbüro LUDWIGSHAFEN, Tel.: 0621/63523-0 Vertriebsbüro MÜNCHEN, Tel.: 089/743144-0 Vertriebsbüro STUTTGART, Tel.: 0711/812092

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Verkaufsförderung / Marketing SAINT-GOBAIN GUSSROHR GmbH & Co. KG Saarbrücker Straße 51 66130 Saarbrücken Tel.: 0681 / 8701 - 593 Fax: 0681 / 8701 - 604 christiane.willmann@saint-gobain.com https://www.saint-gobain-gussrohr.de/ oder Herrn Dr.-Ing. Bert Bosseler IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen Tel.: 0209 17806-0 Fax: 0209 17806-88 Email:bosseler@ikt.de

Stellenangebote: IKT sucht Mitarbeiter

Das IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur sucht zwei Diplom-Ingenieure (TH/FH, m/w) als neue Mitarbeiter. Sie sollen selbständig und eigenverantwortlich innovative technische Fragestellungen im Bereich der Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung bearbeiten. Erfahrungen aus kommunalen Netzbetreibern werden besonders gern gesehen.

Dipl.-Ingenieure (FH/TH) m/w

Das IKT bietet den Betreibern von Abwasser-, Wasser-, und Gasnetzen individuell angepaßte Forschungs-, Beratungs- und Dienstleistungen an.

Sie bearbeiten im Projektteam technische Fragestellungen selbständig und mit hoher Eigeninitiative. Kundenorientierung, soziale Kompetenz und Lernbereitschaft setzten wir voraus.

Wir bieten:

ein ständig wechselndes und interessantes Aufgabenfeld mit hohem Gestaltungsspielraum
ein zunächst befristetes Arbeitsverhältnis mit der Möglichkeit zur unbefristeten Weiterbeschäftigung nach einem Jahr
eine leistungsgerechte Vergütung und eine zusätzliche Altersversorgung sowie weitere Sozialleistungen

Wenn Sie Interesse an einer langfristigen Mitarbeit im IKT haben, wenden Sie sich bitte für weitere Informationen an:

Herrn Klaus Belkner
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Postfach 10 09 43, 45809 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-12
Fax: 0209 17806-88
Email:belkner@ikt.de