- Fragen und Antworten aus der Praxis -

Runde I: Rohrwerkstoffe und ihre Qualitäten
Stärken u. Schwächen, Einsatzmöglichkeiten u. -grenzen der verschiedenen Rohrwerkstoffe

Moderation:
Dr. Georg Grunwald, hanseWasser Bremen

Runde II: Qualitätssicherung bei Rohrsanierung

Schlauchliner, Kurzliner, Beschichtung, Injektionsverfahren

Moderation:

Dipl.-Ing. Dieter Homann, Leiter der DIBt-anerkannten Prüfstelle des IKT

Runde III: Qualitätssicherung bei der Rohrverlegung

Lieferantenbewertung, Baustellenüberwachung, Bauabnahme, Schadensbewertung

Moderation:

Dipl.-Ing. Heinrich Sommerhage, Emschergenossenschaft

Runde IV: Aktuelle Forschungsergebnisse des IKT

Offene u. geschlossene Bauweise, betriebliche Schäden, Grundstücksentwässerung

Moderation:

 Dr.-Ing. Bert Bosseler, Wissenschaftlicher Leiter des IKT

Fachausstellung in der IKT - Versuchshalle
zahlreiche Hersteller präsentieren neueste Produkte und Technologien
 

Anmeldung zum IKT–Forum ROHR 2003
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für alle anderen Teilnehmer:  

190,- EUR [ ]

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Dipl.-Ing. Oliver Sokoll
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-0
Fax: 0209 17806-88
Email: sokoll@ikt.de

Qualitätstest: Kunststoff-Prüfinstitute im internationalen Vergleich

Prüfen Prüfinstitute eigentlich immer richtig? Die Resultate ihrer Prüfungen, z.B. im Rahmen von Qualitätskontrollen bei der Kanalsanierung,  ziehen oft harte Konsequenzen nach sich. Deswegen muß sichergestellt sein, daß ihre Ergebnisse höchsten fachlichen Anforderungen genügen. Um dies zu testen, fand kürzlich ein internationaler Vergleich von Kunststoff-Prüfinstituten statt. Insgesamt 50 Institute aus 13 Ländern stellten sich schwierigsten Prüfaufgaben, darunter auch das IKT.

Das IKT hat alle Prüfungen mit Bravour bestanden. Anfang des Jahres erhielt es das Zertifikat über die erfolgreiche Teilnahme an der Eignungsprüfung von Kunststoffen. Die Aufgabenstellung war diesmal die Bestimmung der Zugeigenschaften von Kunststoffen nach DIN EN ISO 527-1 [1]. Das Ergebnis zeigt deutlich, dass die IKT-Prüfstelle im internationalen Vergleich zur Spitze zählt.

Eignungsprüfungen haben im Rahmen der internen Qualitätskontrolle sowie der Kompetenzbewertung von Prüflaboratorien einen hohen Stellenwert. Im Jahr 2002 veranstaltete das Deutsches Akkreditierungssystem Prüfwesen GmbH (DAP) unter Federführung des Sektorkomitees Materialprüfung (SK-MP) eine Eignungsprüfung für das Prüfverfahren „Kunststoff: Bestimmung der Zugeigenschaft (TTP 2002)“. Die Teilnahme an dieser Eignungsprüfung stand akkreditierten und nicht akkreditierten Laboratorien aus ganz Europa offen. Die teilnehmenden Labore sind in 13 Staaten (s. Tabelle 1) beheimatet [2].

Tabelle 1: Standorte der Teilnehmer [2]

Worum ging es bei dem Vergleich?

Die Teilnehmer erhielten zehn vorgefertigte Zugproben gemäß DIN EN ISO 527-2 [3] und sollten folgende Prüfaufgaben lösen:

• Bestimmung der Streckspannung,

• Bestimmung der Streckdehnung,

• Bestimmung der Bruchspannung,

• Bestimmung des Elastizitätsmoduls aus dem Zugversuch. 

Die Bewertung der Ergebnisse der Eignungsprüfung erfolgt mittes eines Z-Scores, mit dem man nach ISO/IEC Guide 43-1 [4] folgende Wertung erhält:

• Ergebnisse mit |Z| ≤ 2 sind ausreichend im Sinne der Prüfung,

• Ergebnisse mit |Z| ≥ 2 sind unzureichend im Sinne der Prüfung,

• dazwischen liegende Ergebnisse sind fragwürdig.

Das IKT hat zusammen mit 24 weiteren Prüflaboren alle zu ermittelnden Materialkennwerte ausreichend genau bestimmt und somit die Bestnote „ausreichend“ für alle Prüfaufgaben erhalten. „Ausreichend“ ist hier die beste Note, die überhaupt vergeben werden kann. Die Bezeichnung „ausreichend“ für die Bestnote belegt, dass abgesehen vom korrekten Prüfergebnisse nichts auf dieser Welt von Belang ist.

Abbildung 1: Zertifikat über die Teilnahme an der Eignungsprüfung

Doch was bedeutet das für Sie?

Mit dem Zertifikat wurde die Arbeit der IKT-Prüfstelle als qualitativ hochwertig und somit als zuverlässig bewertet. Es unterstreicht die auf diesem Gebiet gewonnene Erfahrung mit dem Werkstoff Kunststoff.

Das IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur prüft seit Bestehen des Institutes Rohre und Formstücke sowie Schlauchliner aus verschiedenen Kunststoffen und kann auf diesem Gebiet auf jahrelange Sachkenntnisse zurückgreifen. Die unten stehende Tabelle zeigt einen Auszug (hier: Schlauchliner) aus der Vielzahl der Prüfungen, die im IKT durchgeführt werden.

Tabelle 2: Auszug aus dem Prüfprogramm

Sind Sie neugierig geworden? Sprechen Sie uns an und fordern Sie unverbindlich ein Angebot zu den unterschiedlichen Prüfungen an.

Bei Rückfragen stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung.

IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
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Fax: 0209 17806-88
Email:  info@ikt.de
Internet: https://www.ikt.de

[1]     DIN EN ISO 527-1: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften. Teil 1: Allgemeine  Grundsätze. Beuth Verlag, Berlin, April 1996.
[2]     Frenz, H.; et al.:: Abschlussbericht Eignungsprüfung Kunststoff: Bestimmung der Zugeigenschaften (Tensile Test Plastics, TTP 2002). Institut für Eignungsprüfung, Herten, Dezember 2002.
[3]     DIN EN ISO 527-2: Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften. Teil 2: Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen. Beuth Verlag, Berlin, Juli 1996.
[4]     ISO/IEC Guide43-1: Proficiency Testing by Interlaboratory Comparisons. International Organisation for Standardization, Genève, First Edition 1997.

Wenn Bäume in Rohren Wurzeln schlagen

Was ist Schuld daran, wenn Bäume mit ihren Wurzeln in Rohrleitungen eindringen, was zu jährlichen Schäden in Millionenhöhe führt? Eigentlich war man sich einig, die Wurzel drängt zum Wasser, das an undichten Stellen aus den Rohren sickert. Doch Ingenieure und Biologen am Lehrstuhl für Spezielle Botanik, des Botanischen Gartens der RUB und des IKT - Instituts für Unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen, widerlegen jetzt die «Leck-Hypothese»: Sie finden heraus, dass die Dichte des Bodens über das Richtungswachstum der Wurzel entscheidet und ziehen Konsequenzen für den Leitungsbau.

Was gegen undichte Rohre spricht

Die primäre Funktion der Wurzel ist die Wasseraufnahme. Deshalb vermuteten Biologen und Ingenieure zunächst, dass die Wurzeln zum Wasser wachsen, das aus undichten Rohren sickert. Dagegen spricht nun u.a., dass die Wurzeln oberhalb des mittleren Wasserstandes an der Muffe (Rohrverbindung) in das Rohr eindringen, kaum in das Abwasser eintauchen und wo dies doch der Fall ist, stark geschädigt sind. Außerdem verzweigen sich die Wurzeln außerhalb des Rohres kaum, was im feuchten Boden der Fall wäre. Zudem setzen sich kleine Lecks in Schmutzwasserkanälen schnell wieder zu und Wasserstände von normalerweise weniger als 20 cm im Rohr üben kaum den notwendigen Druck für nennenswerte Sickerverluste aus.

Abb. 1:In den Schmutzwasserkanal dringt die Wurzel oberhalb des mittleren Wasserstandes in das Rohr ein und verzweigt sich sofort stark

Wurzelspitze im Visier

Schließlich nehmen die Forscher die Wurzelhaube (Kalyptra) «in Sachen Richtungswachstum» näher ins Visier. Sie bohrt sich in den Boden, indem hinter der Kalyptra liegende Zellen nach vorn gedrückt werden. Und hier fand sich die Lösung: Wie in der Menschenmenge im Fußballstadion weitere hinzuströmende Gruppen dorthin ausweichen, wo die Besucher weniger dichtgedrängt beieinander stehen, entscheidet die Dichte des Bodens über die Richtung des Wurzelwachstums. An einer Dichtegrenze wächst die Wurzel immer in das weniger dichte Substrat hinein.

Abb. 2: Aufbau der Wurzelspitze

Wurzelwachstum: Über drei «Dichtefallen» in’s Rohr

So kann der ganze Leitungsgraben zur «Dichtefalle»(Nr. 1) werden, wenn das Füllmaterial einen für das Wurzelwachstum «bequemen» Porenraum besitzt. Dann wachsen die Wurzeln parallel zur Rohrleitung und erreichen mit der ersten Muffe (Rohrverbindung) die nächste «Dichtefalle» (Nr. 2) – einen Hohlraum, der sich aus der Konstruktion der Muffe ergibt. Die ausgegrabenen Rohre zeigen, dass eine Wurzel mehr als zwei Jahre in diesem Hohlraum wachsen kann (Jahresringe der Wurzeln). Dann hat sie sich den Rückweg in der Regel selbst «verbaut», schiebt die Dichtung beiseite und dringt in das Innere des Rohres («Dichtefalle» Nr. 3) ein.

Konsequenzen für Dichtungsgestaltung, Bettung und Verfüllung

Da Einwurzelungen in Leitungsrohre zehn und mehr Jahre dauern, Forschungsergebnisse aber in rund zwei Jahren vorliegen müssen, wollen die Biologen durch geeignete Modellorganismen aus dem Botanischen Garten der RUB und durch Modellversuche den Untersuchungszeitraum verkürzen und ihre Ergebnisse weiter festigen. Doch schon jetzt zeigt sich, dass auch ordnungsgemäß verlegte, intakte Rohrleitungen gegen Wurzelschäden kaum gefeit sind. Auch Dichtungsgestaltung sowie Bettung der Leitung und die Verfüllung der Gräben müssen unter dem Gesichtspunkt der Wurzelfestigkeit zukünftig mehr berücksichtigt werden.

«Sauerstoff-Hypothese»: Bisher nicht bestätigt

Derzeit untersuchen die Biologen außerdem, ob ein möglicher «Sauerstoffgradient» das Richtungswachstum zusätzlich beeinflusst: Dichtungen können – auch wenn sie keine Flüssigkeits-Lecks aufweisen – für Gase durchlässig werden. Da Wurzelwachstum Energie und damit immer auch Sauerstoff verbraucht, könnte die Sauerstoffversorgung über Leitungssysteme eine Rolle spielen – besonders in Städten, in denen der Gasaustausch über die Bodenoberfläche durch Versiegelung eingeschränkt ist. Bislang haben die Forscher dafür aber weder durch Grabungen noch experimentell Anhaltspunkte gefunden. 

Im Internet können Sie den in der Wissenschaftszeitung der Ruhruniversität Bochum (RUBIN) erschienenen Artikel unter
https://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rbin1_03/pdf/beitrag8_natur.pdf
 als pdf-Dokument herunterladen.

Dipl.-Ing. Christoph Bennerscheidt
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Exterbruch 1, 45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-0
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Düker: Reinigen und Leeren mit Ejektoren
 

Düker gehören zu den selten inspizierten Bauwerken der Kanalisation. Grund hierfür ist vielfach der große Aufwand für die Vorflutsicherung. Zusätzliche Schwierigkeiten bereiten deren Reinigung und Leerung – notwendige Voraussetzung jeder optischen Inspektion. Beide Aufgaben können möglicherweise von Ejektoren elegant und effizient bewältigt werden. Ob dies so ist, untersucht nun das IKT in einem Forschungsprojekt. Leistungsfähigkeit und Eignung von Ejektoren für den Dükereinsatz werden getestet.

In einem vom NRW-Umweltministerium geförderten Forschungsprojekt, das kürzlich begonnen wurde, ermitteln die IKT-Forscher die Leistungsfähigkeit der Ejektoren. Gleichzeitig testen sie die Eignung von Ejektordüsen zur Vorflutsicherung an Dükern.

Abb 1: Ejektor zur Dükerreinigung

Abb 2: Düker mit Rollen zur Vorflutsicherung

Das Wirkprinzip

Die Ejektortechnik wird gegenwärtig insbesondere bei sog. Wasserstrahlpumpen eingesetzt.

Abb 3: Beispiel der Wasserstrahlpumpe

Dabei durchströmt das zugeführte Treibwasser ein Rohr (1), anschließend die Treibdüse (2), und gerät in die Fangdüse (3), hierbei entsteht ein Unterdruck in der Kammer (4), die mit der Fangdüse in Verbindung steht. Das Treibwasser muss in der sich verjüngenden Treibdüse zwangsläufig schneller werden, da der Massenstrom konstant bleibt. Diese Geschwindigkeitszunahme führt zu einem Druckverlust, da auch die Gesamtenergie konstant bleiben muß. Dieser Druckverlust muss vom Umgebungsluftdruck ausgeglichen werden. Daher wird nun das zu pumpende Wasser aus der Kammer 4 vom Umgebungsluftdruck in die Pumpe gedrückt und von dem Treibwasserstrahl mitgerissen.

Einfache Technik

Der Vorteil des Ejektor liegt darin, dass innerhalb von kürzester Zeit mit einem technisch geringen Aufwand und bereits vorhandener Technik (Reinigungsfahrzeuge) eine leistungsfähige Vorflutsicherung gewährleistet werden kann. Der Ejektor ist aufgrund seines geringen Eigengewichtes erheblich einfacher zu handhaben als schwere Kreiselpumpen, die oftmals nur mit zusätzlichem Hebegerät eingesetzt werden können. Ejektoren haben zudem geringere Abmessungen als herkömmliche Pumpen, was eine bessere Handhabbarkeit unter den beengten Bedingungen im Schacht bedeutet. Ein weiterer erwähnenswerter Vorteil ist die erhöhte Arbeitssicherheit, da am Ejektor keine beweglichen Bauteile vorhanden sind (kein Funkenflug) und im Feuchtbereich nicht mit Elektrizität gearbeitet werden muss.

4.    Einsatz unter Praxisbedingungen

Der Einsatz der Ejektortechnik wurde im Zuge eines Kanalnachbarschaftstages mit dem Thema „Kanalreinigung, Dükerreinigung und Wasserhaltung“ demonstriert, der von der Stadtentwässerung Göttingen organisiert wurde. Dort wurde unter anderem beispielhaft der Einsatz der Ejektortechnik für eine Dükerreinigung und das Entleeren eines Dükers demonstriert.

Dükerreinigung
Im vorliegenden Fall handelte es sich um einen Schmutzwasserdüker DN 900 von ca. 70 Metern Länge. Der zur Reinigung eingesetzte Ejektor wurde zunächst am Dükeroberhaupt an einen Hochdruckschlauch angeschlossen und mit der Fließrichtung des Abwassers zum Dükerunterhaupt befördert. Dort wurde ein zweiter Hochdruckschlauch am Ejektor angeschlossen, so dass dieser mit einer Wassermenge von 600 l/min beaufschlagt werden konnte. Der dadurch erzeugte Volumenstrom betrug nach Aussage des Netzbetreibers ca. 3600 l/min. Zur Erzeugung des Wasserschwalls wurde das in dem Düker befindliche Abwasser genutzt.

Abb 4: zur Dükerreinigung eingesetzter Ejektor

Abb 5: Reinigungsfahrzeug am Dükeroberhaupt

Entleeren des Dükers
Zum Leerpumpen des Dükers wurden ebenfalls Ejektoren eingesetzt. Um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, wurden zwei Ejektoren in Reihe geschaltet. Der vordere Ejektor sollte durch das Dükerrohr bis zum tiefsten Punkt des Dükers geschoben werden. Um dieses zu erleichtern, waren an dem Ejektor Rollen befestigt, der zweite Ejektor befand sich im Dükerunterhaupt. Der Abwasserschlauch wurde aus Gründen der Handhabbarkeit segmentweise im Dükerunterhaupt zusammengebaut.

Abb 6: Reinigungsfahrzeug am Dükerunterhaupt, segmentweiser Zusammenbau des Schlauches

Zum Betrieb dieser Ejektoren wurde ebenfalls das in den Reinigungsfahrzeugen befindliche Wasser genutzt. Da aufgrund der Förderleistung der Reinigungsfahrzeuge von jeweils 300 l/min die Wassertanks u.U. schnell entleert sind, können die Tanks mit Flusswasser aus der Leine mittels der Ejektortechnik wieder aufgefüllt werden. Ein im Fluss befindlicher Ejektor war über einen Feuerwehrschlauch mit dem Reinigungsfahrzeug am Dükerunterhaupt verbunden. Betrieben wurde dieser Ejektor mit einem Fahrzeug, das direkt am Ufer der Leine stand. Um den Tank dieses Fahrzeugs wieder befüllen zu können, war auch hier über einen Feuerwehrschlauch ein Ejektor an dem Wassertank angeschlossen, so dass sich das Reinigungsfahrzeug selbst befüllen konnte. Der Hochdruckschlauch musste dazu lediglich an den Ejektoren umgeklemmt werden.

Abb 7: Reinigungsfahrzeug an der Leine und am Dükerunterhaupt

Abb 8: Ejektoren zum Befüllen der Reinigungsfahrzeuge

Durch den Betrieb der im Düker befindlichen Ejektoren konnte das Wasser aus dem Düker entfernt werden, so dass im Anschluss eine Befahrung durchgeführt werden konnte.

Abb 9: Blick in das Dükerunterhaupt, PVC-Schlauch zum Transport des abgepumpten Wassers

Abb 10: Inspektionsfahrzeug am Dükeroberhaupt

Das Projekt

Die Eignung der Ejektortechnik zur Vorflutsicherung wird vom IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur durchgeführten Forschungsvorhabens untersucht und bewertet.

In einem ersten Schritt steht die Ermittlung des Zusammenspiels der Parameter

• Wasserdruck am Reinigungsfahrzeug,

• Leistungsfähigkeit des Ejektors,

• Förderhöhen,

• Ejektoren unterschiedlicher Leistungsfähigkeit,

• verschiedene Rohrmaterialien

für die Ejektortechnik im Abwasserbereich im Vordergrund.

In einer zweiten Phase werden In–Situ Untersuchungen an drei Pilotmaßnahmen zur Vorflutsicherung im Abwasserbereich vorgenommen. Dabei wird überprüft, inwieweit die o.g ermittelten Kenngrößen auf die Vorflutsicherung im Abwasserbereich unter Betriebsbedingungen übertragbar sind.

Haben Sie Interesse an dem Projekt? Für Rückfragen steht Ihnen Herr Dipl.-Ing. Christoph Bennerscheidt zur Verfügung.

Dipl.-Ing Christoph Bennerscheidt
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Exterbruch 1, 458886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-25
Fax: 0209 17806-88
Email:  info@ikt.de
Internet: https://www.ikt.de

Der Einstieg in eine abwassertechnische Anlage ist mit vielen Gefahren verbunden. Neben den einzuhaltenden Vorsorge- und Rettungsmaßnahmen spielen die Schutz- und Rettungsausrüstung zur Vermeidung von Unfällen eine entscheidende Rolle. Wir haben recherchiert und Produktanbieter und hilfreiche Links mit Informationen rund um das Thema Arbeitssicherheit zusammengetragen.

Schritt für Schritt sicher in den Schacht

Die zum Schutz von Leben und Gesundheit der Beschäftigten zu treffenden Maßnahmen lassen sich nach ihrem chronologischen Ablauf in 4 Schritte unterteilen:

• Schritt 1: Vorbereitende Maßnahmen

• Schritt 2: Maßnahmen vor dem Einstieg in abwassertechnische Anlage

• Schritt 3: Maßnahmen beim Einstieg in abwassertechnische Anlage

• Schritt 4: Maßnahmen während des Aufenthaltes in abwassertechnischer Anlage

Tabelle 1 beinhaltet eine detaillierte Zusammenstellung der im jeweiligen Ablaufschritt durchzuführenden Maßnahmen und Vorkehrungen.

Bild 1: Deckelheber

Bild 2: Gasmessgerät

Tabelle 1: Maßnahmen für den sicheren Schachteinstieg

Ausrüstung für den sicheren Schachteinstieg

Zunächst gehört dazu eine persönliche Schutzausrüstung:

• Kopfschutz

• Fußschutz

• Augen- und Gesichtsschutz

• Handschutz

• Körperschutz

• Gehörschutz

• Sicherheits- und Rettungsgeschirr

• Atemschutz

Bild 3: Eingestiegene mit PSA

Darüber hinaus benötigt man im Bedarfsfall:

• Abseil- und Rettungshubgerät mit Sicherheitsseil und Auffanggurt (s. Bild 4)

• Ohnmachtssichere Auftriebsmittel

• Ein von der Umgebungsatmosphäre unabhängig wirkender (Ortsabhängige Isoliergeräte, ortsunabhängige Isoliergeräte (s. Bild 6 ): Preßluftatmer, Regenerationsgeräte mit Drucksauerstoff, Regenerationsgeräte mit chemisch gebundenem Sauerstoff)

• frei tragbares, von der Umgebungsatmosphäre unabhängig wirkendes Atemschutzgerät
• Abseil- und Rettungshubgerät mit Sicherheitsseil und Auffanggurt. Davon kann abgesehen werden wenn:
• Tiefe < 2 m
• Tiefe < 5 m und keine besonderen Gefahren
• Sicherung des Einsteigenden von mindestens 2 Personen
• Betriebsfertige, explosionsgeschützte Handleuchte
• Verbandskasten
• Löscheinrichtung

IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
Marco Schlüter
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-0
Fax: 0209 17806-88
Email: schlueter@ikt.de
Internet: www.ikt.de

Zustandserfassung privater Leitungen – technische Umsetzung, Teil 5
 

Private Abwasserleitungen betreffen auch öffentliche Kanalnetzbetreiber: Akute Probleme wie starke Fremdwasserzuflüsse aus Hausanschlüssen sowie knappe gesetzliche Fristen machen Privatleitungen zur öffentlichen Angelegenheit. Große Unsicherheiten herrschen bei vielen Betroffenen: Wie orten, wie inspizieren und wie Dichtheit prüfen? Lesen Sie im fünften und letzten Teil der IKT-eNewsletter - Reihe „Grundstücksentwässerung“ mehr dazu, worauf Sie beim grundsätzlichen Vorgehen achten sollten.                                                          

Im April diesen Jahres wurden Ihnen im ersten Teil der IKT-Newsletterreihe „Grundstücksentwässerung“ die umfangreichen Praxisuntersuchungen des IKT und die sich daraus ergebenden Kernergebnisse dargestellt.

Im zweiten Teil der Serie (Mai 2003) wurde es dann konkret: Hier wurden Fragen zu den zugelassenen Prüfverfahren und zu den einzuhaltenden Prüfintervallen im Detail beantwortet. Zusätzlich wurden die Besonderheiten der privaten Abwassernetze dargestellt und 5 Netztypen definiert, die dabei helfen können, das private Abwassernetz zu untersuchen.

Im dritten Teil der Serie (Juni 2003) wurden Ihnen die bei der Reinigung und Ortung einsetzbaren Verfahren vorgestellt und aufgezeigt, wodurch sich Probleme ergeben können. Ebenfalls wurde dargestellt, wie mit den Schwierigkeiten einer Vorflutsicherung im privaten Leitungsbereich umgangen werden kann.

Im vierten Teil der Serie (Juli 2003) ging es um die einsetzbaren Verfahren bei der Zustandserfassung und Dichtheitsprüfung. Angelehnt an die im Mai vorgestellten Netztypen wurden die Einsatzgrenzen sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren in den jeweiligen Netzabschnitten aufgezeigt.

Im fünften und letzten Teil der Serie sollen nun die folgenden Fragen beantwortet werden:

• Wie geht man in Abhängigkeit des Gebäudetyps und des Gebäudealters vor?

• Welche Verfahren sollte ich wie kombinieren?

• Welcher Aufwand bei der Zustandserfassung ist noch sinnvoll in Bezug auf die Forderungen des §45 BauO NRW und einer Sanierungsplanung?

• Worauf ist bei dem Bürgerkontakt zu achten?

• Worauf sollte man bei der Firmenbeauftragung achten?

Wie geht man in Abhängigkeit des Gebäudetyps und des Gebäudealters vor?

Nicht immer ist es sinnvoll, umfangreiche Untersuchungen zur Dichtheit der Leitungen durchzuführen. Oftmals zahlt sich ein Abwägen des Untersuchungsumfanges im Vorfeld aus:

Vorgehens-Empfehlung in Abhängigkeit des Gebäudealters

Macht eine intensive Dichtheitsprüfung aller Netzbereiche bei Neubauten noch Sinn, so ist der Sinn umfangreicher Prüfungen bei alten Gebäuden fraglich. Speziell bei Gebäuden, die vor 1965 erbaut worden sind, kann zuerst einmal von Undichtigkeiten ausgegangen werden. Dies gilt vor allem, wenn veraltete Dichtungssysteme wie z.B. Hanfstrickdichtungen bei Steinzeugrohren eingesetzt und zwischenzeitlich keine Erneuerungen oder Sanierungen durchgeführt worden sind. In der Regel sollte bei diesen Gebäuden sofort mit den Sanierungsplanungen begonnen werden, ohne vorher noch einmal viel Geld für die „Undichtigkeits“-Prüfung auszugeben.

Bild 1: Leitung eines alten Gebäudes

Bild 2: Leitung eines neuen Gebäudes

Vorgehens-Empfehlung in Abhängigkeit des Gebäudetyps

Bei den Gebäudetypen sollte man zwischen Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern sowie öffentlichen Gebäuden unterscheiden:

Bei einem Einfamilienhaus ist normalerweise mit einem relativ übersichtlichen Netzverlauf zu rechnen. Hier kann nach der Mieterkontaktierung und der Beschaffung aller verfügbarer Unterlagen zu Rohrmaterialien, Änderungen, Erneuerungen oder Sanierungen des Leitungssystems ohne weitere Vorarbeiten eine Wasserfüllstandsprüfung nach DIN 1986 am gesamten Netz durchgeführt werden. Bei Einhalten der zulässigen Wasserzugabemenge kann dann eine Dichtheitsbescheinigung nach §45 Landesbauordnung NRW ausgestellt werden. Werden die Prüfkriterien nicht erfüllt, sollte das Netz in die im Mai definierten Netztypen unterteilt werden. Auf dieser Grundlage kann dann der Arbeitsaufwand für weitere Untersuchungen abgeschätzt und schließlich entschieden werden, ob zunächst Maßnahmen zur Ortung und Zustandserfassung durchzuführen oder direkt Teilnetze ohne weitere Zustandserfassung zu sanieren sind. Werden Schäden oder Leckagen an den Leitungen festgestellt, sind in jedem Falle geeignete Sanierungsmaßnahmen an den entsprechenden Teilnetzen einzuleiten. Dichtheitsprüfungen an einzelnen Teilnetzen empfehlen sich insbesondere, wenn die betreffenden Leitungen in einem guten optischen Zustand sind.

Größere Mehrfamilienhäuser und öffentliche Gebäude besitzen normalerweise ein weitverzweigtes Entwässerungsnetz. Hier ist eine Prüfung des Gesamtnetzes in der Regel kaum sinnvoll und aussagekräftig. Hier sollten alle verfügbaren Unterlagen zu Rohrmaterialien, Änderungen, Erneuerungen oder Sanierungen des Leitungssystems auf Grundlage einer Ortsbegehung abgeglichen bzw. vervollständigt werden. Speziell bei Mehrfamilienhäusern gilt es, mehrere Anwohner zu informieren. Einen großen Aufwand kann es bedeuten, im Kontakt mit den Eigentümern und Mietparteien abzuklären, welche Räume sich im Untersuchungsbereich befinden und wann diese für Ortsbegehungen und Prüfungen zugänglich sind. Bei öffentlichen Gebäuden wird man den komplexen Netztyp D (bei öffentlichen Toilettenanlagen) häufig antreffen.

Bild 3: Öffentliche Toilettenanlage

Welche Verfahren sollte ich wie kombinieren?

Nach einer kurzen, stichprobenartigen Überprüfung des Leitungsnetzes mit Kamera-Einsatz kann entschieden werden, ob eine Reinigung der zu inspizierenden Leitung notwendig ist.

Die Reinigung der Hauptleitungsstrecken der Netztypen HAL, A und B sollte mittels Wasserhochdruck vorgenommen werden. Liegen starke Verschmutzungen vor, die durch eine Hochdruckreinigung nicht zu beseitigen sind, kann eine Spiralmaschine eingesetzt werden. Bei seitlichen Abzweigen und den Netztypen C und D sollte eine Hochdruckreinigung nur vorgenommen werden, wenn ein Zugang über Abläufe von WCs gegeben ist und schwere Schäden (z.B. an der Inneneinrichtung) durch einen Wasserrückstau ausgeschlossen sind. Als Alternative kann eine Spiralmaschine mit zusätzlicher Wasserspülung eingesetzt werden.

Anschließend kann mit der Zustandserfassung begonnen werden. Durch eine Ortungssonde, die z.B. direkt in die TV-Kamera integriert ist, wird die Orientierung im Entwässerungsnetz erleichtert. Durch die Zugabe von Tracern an den Entwässerungsstellen lassen sich bei Kamerabeobachtung der Abzweige auch die nicht inspizier- und ortbaren Leitungen den Entwässerungsstellen zuordnen.

Um sowohl die Hauptleitungsstrecken der Netztypen HAL, A und B als auch deren Zuläufe zu inspizieren, würde sich idealerweise der Einsatz von Satellitenkameras empfehlen. Allerdings muss dazu die Hauptleitung ohne Bögen geradlinig verlaufen, der Leitungsdurchmesser mindestens DN 150 betragen, die Leitung keine starken Schäden aufweisen und mindestens ein Schacht als offener Durchfluss ausgeführt sein, um die Kameras überhaupt einsetzen zu können. Wenn der Einsatz einer Satellitenkamera nicht möglich ist, sollten für die Hauptleitungsstrecken der Netztypen HAL, A und B Kameras auf Fahrwagen mit Dreh-Schwenkkopf eingesetzt werden. Ist auch dies nicht möglich, empfiehlt sich der Einsatz einer Spülkamera.

Die Zustanderfassung der kompletten Netze der Typen C und D ist nicht oder nur unter großem technischen und zeitlichen Aufwand durchführbar. Die Leitungen dieser Netztypen sollten daher nur stichpunktartig mit einer Schiebekamera inspiziert werden. Wenn allein die Schaffung von Zugänglichkeiten bereits mit sehr großem Aufwand verbunden ist, kann auch der Einsatz eines Endoskops sinnvoll sein.

Werden man bereits bei der optischen Inspektion starke Schäden, Leckagen oder Grundwasserinfiltration feststellt, kann grundsätzlich von der Undichtigkeit der betrachteten Leitungsbereiche ausgegangen werden. Daher bietet sich auch eine Untersuchung zu Zeiten hoher Grundwasserstände bzw. dem vermehrten Auftreten von Schichtenwasser an.

Dichtheitsprüfung

Zur Prüfung eines kompletten Entwässerungsnetzes, seitlicher Abzweige oder der Netztypen C und D sollte die Wasserfüllstandsprüfung nach DIN 1986 mit angepassten Kriterien eingesetzt werden. Druckprüfungen können i.d.R. in diesen Bereichen nicht oder nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden.

Um den Wasserpegel während der Prüfzeit zu kontrollieren, kann ein Drucksensor in die Leitung eingebracht werden. Der Sensor muss nur wenige Zentimeter von Wasser überdeckt sein, um zuverlässige Messwerte zu liefern.

Bild 4: Drucksensor in einem Bodeneinlauf zur Messung der Wasserhöhe

Bild 6: Prüfergebnis: „dicht“

Bild 7: Prüfergebnis „undicht“

Eine Druckprüfung mit Luft oder Wasser nach den Kriterien der DIN EN 1610 oder ATV M 143 ist im häuslichen Abwasserbereich mit vertretbarem Aufwand nur an den Hauptleitungsstrecken der Netztypen HAL, A und B sinnvoll. Hier kann im ersten Schritt eine Luftdruckprüfung gewählt werden, die meist schneller durchzuführen ist als eine Wasserdruckprüfung. Bei Zweifeln an dem Prüfergebnis sollte zur Kontrolle eine Wasserdruckprüfung durchgeführt werden. Für den vorliegenden Anwendungsfall wird das Verfahren nach ATV M 143, Teil 6 empfohlen. Dieses orientiert sich an im Betrieb befindlichen Leitungen und ist im Vergleich zum Verfahren nach DIN EN 1610 schneller durchführbar, d.h. keine Vorfüllzeit sowie geringere Prüfzeit und Druckanforderungen.

Welcher Aufwand bei der Zustandserfassung ist noch sinnvoll in Bezug auf die Forderungen des §45 BauO NRW und einer Sanierungsplanung?

Zeit und Geld kann bei der Vorbereitung von Dichtheitsprüfungen eingespart werden: Bei einer Kamerabefahrung ist es normalerweise nicht notwendig, alle Muffen abzuschwenken bzw. auch noch die letzten, feinen Haarrisse zu dokumentieren. Auch ist allein für die Dichtheitsprüfung eine exakte Ortung und Einmessung des Leitungsverlaufes nicht zwingend notwendig. Wichtiger ist es, sich einen Überblick über den Zustand und die Topologie des Netzes zu verschaffen.

In finanzieller Hinsicht scheint es günstiger zu sein, nicht pauschal bei allen Gebäudetypen- und –altern den detaillierten Nachweis der Dichtheit zu fordern, sondern unter Umständen direkt Maßnahmen zur Sanierungsplanung einzuleiten (siehe auch Vorgehen in Abhängigkeit des Gebäudetyps und –alters.). In diesem Fall kann dann der Zustand des Netzes direkt von der Sanirungsfirma als Vorbereitung für die Arbeiten detailliert erfasst werden. Wurden vorher im Rahmen der Dichtheitsprüfung Kamerabefahrungen in den Leitungen der Netztypen HAL, A und B durchgeführt, reichen diese Ergebnisse in der Regel für die Auswahl eines geeigneten Sanierungsverfahrens aus. Bei verzweigten Teilnetzen wie z.B. Netztyp D sollte (so möglich) relativ schnell mit einer Neuverlegung der Leitungen begonnen werden, anstatt viel Geld für die Untersuchung dieses Leitungsbereiches zu investieren.

Worauf ist bei dem Bürgerkontakt zu achten?

Erfahrungen zeigen, dass sich der Bürger der Verantwortung für die privaten Abwasserleitungen häufig nicht bewusst ist. Die Kosten für evtl. notwendige Sanierungsmaßnahmen sind daher nicht eingeplant und stellen zwangsläufig ein Ärgernis dar. Daher wird der Bürger bei rein ordnungsrechtlichen Verfügungen seitens der Gemeinde selten gewillt sein, Dichtheitsprüfungs- und Sanierungsmaßnahmen von sich aus durchführen zu lassen. Aus diesem Grund sollten die Hausanschlussleitungen frühzeitig als Vorleistung der Kommune inspiziert und gegenüber dem Eigentümer die Notwendigkeit des Handelns und die Kostenersparnis sowie die Qualitätssicherheit einer gebündelten Sanierung verdeutlicht werden. Es ist empfehlenswert, das Einverständnis des Eigentümers für das weitere Vorgehen frühzeitig schriftlich einzuholen. Auf diesem Wege ist es auch möglich, eine Kostenersparnis durch Bündelung der Maßnahmen und bei einer notwendig werdenden Sanierung eine für alle Seiten technisch optimale Lösung zu erzielen.

Im Gespräch mit dem Bürger (z.B. bei einer Ortsbegehung) ist es sinnvoll, bereits wichtige Informationen einzuholen, z.B. ob Bodeneinläufe im Keller entfernt werden können oder ob der Bürger mit einer offenen Leitungsführung einverstanden ist.

Während der Bauausführung ist eine Bürgerbetreuung unumgänglich. Speziell wenn Arbeiten direkt von Wohnräumen aus auszuführen sind, ist es wichtig, das ein Ansprechpartner für die Bürger zur Verfügung steht.

Worauf sollte man bei der Firmenbeauftragung achten?

Bei den IKT-Untersuchungen zeigte sich, dass nur wenige der nach einer Vorauswahl für das Vorhaben eingesetzten Firmen tatsächlich hinsichtlich Personalqualifikation und Gerätetechnik in ausreichendem Maße auf die Verhältnisse im häuslichen Leitungsnetz vorbereitet waren. Obwohl klare Vorgaben bei der Auftragserteilung gemacht wurden, war die Gerätetechnik der Firmen vor Ort nicht immer für eine Zustandserfassung des häuslichen Abwassernetzes geeignet. Das Personal einiger Firmen wurde bei den Untersuchungen zum ersten Mal mit der Zustandserfassung und Dichtheitsprüfung im Grundleitungsbereich von Gebäuden konfrontiert.

Dennoch sollten Forderungen nach Gütezeichen etc. gut abgewägt werden, da durch solche Forderungen u.U. kleinere Firmen, die über großes Know-How im Bereich der Grundstücksentwässerung verfügen (wie z.B. einige Rohrreinigungsfirmen), von Aufträgen ausgeschlossen werden können. Sinnvoller erscheint hier die genaue Definition der verlangten Leistungen. Ideal wäre die Überprüfung der Fähigkeiten der Firma auf einer Probebaustelle.

Bei Dichtheitsprüfungen zur Abnahme nach Neubau bzw. Sanierung sollten die Interessen der bauausführenden Firmen und der Firma, die die abschließenden Dichtheitsprüfungen durchführt, beachtet werden. Durch eine Trennung von Ausführendem und Prüfendem und stichprobenartige Begleitung von Dichtheitsprüfungen durch ein beauftragtes Ingenieurbüro oder einen Mitarbeiter der Gemeinde können Gefälligkeits-Bescheinigungen vermieden werden.

IKT-eNewsletter-Reihe Grundstücksentwässerung

Dies war der letzte Teil der IKT-Newsletter Reihe zum Thema Zustandserfassung von privaten Leitungen - technische Umsetzung. Wir hoffen, Ihnen einige Anregungen gegeben zu haben, die Ihnen bei der Zustandserfassung auf privaten Grundstücken behilflich sind. Falls Sie weitergehende Fragen zu der eNewsletter-Reihe haben, zögern Sie nicht, mich zu kontaktieren: 

Dipl.-Ing. René Puhl
IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur
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Schlauchliner: Diplomarbeit mit Praxisnähe

Das IKT nutzt seine Netzwerkfunktion zwischen Hochschule, Industrie und Kanalnetzbetrieb. Im Rahmen der IKT-Forschung wurde aktuell eine Diplomarbeit, diesmal mit interessanten Ergebnissen zu Werkstofffragen von Schlauchlinern, erarbeitet.

Ein Beispiel für eine Diplomarbeit von Lars Waade, Fertigstellung 08/2003:
Betreuung: Prof. Dr.-Ing. Bernd Nolting, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft und Abwassertechnik der Fachhochschule Bochum

Diplomarbeitsthema:
Untersuchung der Materialqualität von Schlauchlinern

"In dieser Diplomarbeit wurde die Qualität von Linern beurteilt, die seit mehreren Jahren im Betrieb sind. Für mich war es dabei sehr interessant, praktische und vor allem berufsnahe Tätigkeiten selbständig durchführen zu können. Hervorragend war auch die Unterstützung des IKT.“

Ziel der Diplomarbeit war es, einen umfassenden Überblick über die qualitätsbestimmenden Faktoren eines Liners zu gewinnen. Darüber hinaus wurden die Anforderungen an das Linermaterial infolge der Beanspruchungen aus Betrieb, wie z.B. Kanalreinigung, Abrieb durch Sedimente, etc. betrachtet. Zur Klärung dieser Fragestellung war es notwendig, Materialproben aus in Betrieb befindlichen Linern zu entnehmen. Insgesamt wurden acht Proben entnommen.

Gealterte Linerproben aus Kanalnetz ausgegraben

Für die Entnahme der Rohrproben erfolgte eine Einmessung der Entnahmestelle in der entsprechenden Strasse des Stadtgebietes. Aus den vorhandenen Inspektionsdaten ergaben sich die Stellen, an denen es interessant war, Aufgrabungen zu machen.

Bild 1: Entnahmebaustelle für die Probenkörper aus in Betrieb befindlichen Haltungen

Umfangreiche Materialprüfungen zur Qualitätssicherung

Es wurde ein Untersuchungsprogramm aufgestellt und zur besseren Übersicht in folgende Gruppen gegliedert:

• Betriebliche Kennwerte:   Abriebfestigkeit
                                    Chemische Beständigkeit
                                    Hochdruck-Spülfestigkeit

• Werkstoffkennwerte:      E-Modul aus 3-Punkt-Biegeversuch
                               E-Modul aus Kurzzeit-Scheiteldruckversuch
                               E-Modul aus Langzeit-Scheiteldruckversuch

Liner ohne Einbußen bei den betrieblichen Kennwerte

Die betrieblichen Kennwerte zeichnen die Haltbarkeit von Schlauchlinern aus. In Betrieb befindliche Schlauchliner sind u.a. mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Um diesen Beanspruchungen Stand zu halten, muß die Haltbarkeit von Linern gewährleistet sein.

Ein Kennwert ist die Abriebfestigkeit des Linermaterials. Abrieb erfolgt durch Sedimenttransport im Kanal. Dieser Sedimenttransport wurde in der Darmstädter Kipprinne simuliert und die Abriebfestigkeit konnte so beurteilt werden.

Bild 2: Linerprobe in der Darmstädter Kipprinne; Messprotokoll

Da kommunale Abwässer auch aggressive Inhaltsstoffe beinhalten können, muß das Linermaterial auch eine Beständigkeit gegen chemische Angriffe aufweisen. Zur Beurteilung der chemischen Beständigkeit wurden Proben in 10 %iger Schwefelsäure eingelegt. Vor und nach der Einlagerung sowie nach der Trocknung der Proben wurden die Veränderungen begutachtet.

Zum ordnungsgemäßen Betrieb eines Kanalnetzes gehört auch die regelmäßige Reinigung. Dies geschieht durch Spülung mit Hochdruck-Wasserstrahlen. Auch dieser Belastung muß das Linermaterial standhalten. Die Prüfung der Hochdruck-Spülfestigkeit erfolgte mit zwei Verfahren:

• Prüfung nach dem Hamburger Spülversuch
• Prüfung mit dem Pipe-Tester

Alle untersuchten Linerproben wiesen eine hohe Abriebfestigkeit sowie Hochdruck-Spülfestigkeit auf. Nach den Versuchsdurchführungen konnten keine Beschädigungen an den Innenseiten der Linerwandungen festgestellt werden. Auch die Beständigkeit gegen chemische Angriffe war gegeben. Veränderungen bzgl. Farbe oder Form an der Linerwandung wurden nicht festgestellt.

Genauigkeit von Baustellenprüfungen untersucht

Die Werkstoffkennwerte (E-Moduln) von Linern können durch zwei Versuche ermittelt werden. Eine schnelle Ermittlung der in der Linerstatik geforderten Werte erfolgt mit dem 3-Punkt-Biegeversuch (Bild 3). Dieser Versuch ist ein Baustellenversuch und dient zur Qualitätsüberwachung von mit Schlauchlining durchgeführten Sanierungsmaßnahmen.

Bild 3: Linerprobe für 3-Punkt-Biegeversuch; Seriengrafik von Linerproben   

Mit dem Kurzzeit-Scheiteldruckversuch werden die zu erwartenden Kennwerte eines Liners ermittelt. Dieser Versuch dient in erster Linie als Eignungsprüfung für Schlauchliner. Als Abnahmeprüfung von Sanierungsmaßnahmen wird der Kurzzeit-Scheiteldruckversuch selten durchgeführt.

Gute Korrelation der E-Moduln aus 3-Punkt-Biegeversuch und Kurzzeit-Scheiteldruckversuch

Da es in diesem Forschungsprojekt möglich war, vollständige Rohrabschnitte auszubauen, konnte eine vergleichende Betrachtung der Ergebnisse aus 3-Punkt-Biegeversuch und Kurzzeit-Scheiteldruckversuch durchgeführt werden. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde u.a. festgestellt, dass die Werte aus dem Scheiteldruckversuch i.M. über den Werten aus dem 3-Punkt-Biegeversuch lagen. Damit wird die Vermutung unterstützt, dass der 3-Punkt-Biegeversuch als baubegleitende Qualitätsprüfung ausreichend genaue Ergebnisse liefern kann. Die Korrelation der E-Moduln aus beiden Versuchen wird in Bild 4 dargestellt. Es zeigt sich, dass eine gute Korrelation beider E-Moduln gegeben ist.

Bild 4: Korrelation der E-Moduln

Schlußfolgerungen

Die Einflußfaktoren auf die Qualität von Schlauchlinern können im wesentlichen in zwei Gruppen unterteilt werden:

• betriebliche Einflüsse (Abrieb, chemische Beständigkeit, Hochdruck-Spülfestigkeit)

• Baustelleneinflüsse (Geometrie, Dichtheit)

Die Prüfergebnisse lassen vermuten, dass die betrieblichen Einflüsse die Linerqualität wenig beeinträchtigen. Diese Ergebnisse können ein Hinweis dafür sein, dass die Werkseigenschaften der geprüften Liner als ausreichend anzusehen sind.

Dem gegenüber ist der Baustelleneinfluss auf die Linerqualität sehr groß. Hier zeigt sich anhand der ermittelten Ergebnisse, dass erhebliche Abminderungen der Qualität verursacht werden können. Eine Nichteinhaltung der geforderten geometrischen Kennwerte (Wanddicke, Spaltweite, Vorverformung) hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Stabilität eines Liners.

Für die wertvollen Anregungen und Hilfestellungen bei Problemlösungen sowie für die Betreuung während der Diplomarbeit möchte ich dem IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen und dem Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Abwassertechnik der Fachhochschule Bochum meinen Dank aussprechen.
Lars Waade

Ansprechpartner IKT:

Dipl.-Ing. Marco Schlüter
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur
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