Studie - Unitechnics GmbH Umwelttechnische Systeme
Studie - Unitechnics GmbH Umwelttechnische Systeme
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<strong>Studie</strong><br />
„Wirksamkeit von angebotenen Fremdwasserverschlüssen<br />
in Abwasserschächten“<br />
Zeitraum : November 2009 – Mai 2010<br />
Auftraggeber: UniTechnics <strong>GmbH</strong> Schwerin<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 1
Gliederung<br />
1. Aufgabenstellung 03<br />
2. Situation Fremdwasser<br />
2.1 Fremdwasserentstehung<br />
2.2 Fremdwassereintrag<br />
3. Fremdwasserverschlüsse<br />
3.1. Einwirkungen und Einflusskriterien<br />
3.2 Empfohlene Normen und Vorschriften zum Einsatz<br />
3.3 Kennzeichnende Merkmale der getesteten Produkte<br />
3.3.1 Hauptfunktionen Ventil- und Randdichtung<br />
3.3.2 Lüftungsquerschnitte der getesteten Produkte<br />
4. Angaben der Hersteller<br />
4.1 Wasserverschluss FRK, UniTechnics <strong>GmbH</strong><br />
4.2 Fremdwasser-Stop-System FWS, GAT <strong>GmbH</strong><br />
4.3 Niederschlags-Wassersperren, ENTEC Deutschland <strong>GmbH</strong>/ UGN<br />
4.4 coalsi- Aquastop, Helmut Rös<br />
4.5 Belflor Wasserstopp WS 101, Stoerk Umwelttechnik <strong>GmbH</strong><br />
4.6 Fremdwasser-Verschlusssystem, Albrecht Versand<br />
5. Konzeption eines Prüfstandes für Fremdwasserverschlüsse<br />
5.1 Aufbau des Prüfstandes<br />
5.2 Ablauf des Funktionstestes<br />
6. Ergebnisse<br />
6.1 Funktion Ventil- und Randdichtung<br />
6.2 Lüftungsquerschnitte der getesteten Produkte<br />
7. Zusammenfassung<br />
Anlage 1<br />
Video der Testversuche von verschiedenen Fremdwasserverschlusssystemen<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 2<br />
Seite
1. Aufgabenstellung<br />
Die Firma <strong>Unitechnics</strong> produziert und vertreibt Fremdwasserverschlüsse, die in oberflächenbelastete<br />
Kanalschächte eingesetzt werden, um die angeschlossenen Kanalnetze, Pumpwerke<br />
und Kläranlagen nicht nur hydraulisch zu entlasten, sondern auch Mehrkosten bei der Abwasserentsorgung<br />
und Behandlung zu vermeiden.<br />
Ohne den Einsatz von Fremdwasserverschlüssen bestehen erhebliche Gefahren von Überlastungen,<br />
die im Extremfall zu Rückstauereignissen führen, was Folgeschäden nach sich ziehen<br />
kann.<br />
Daher nimmt mit der Zunahme von Starkregen- und Hochwasserereignissen auch die Bedeutung<br />
des Einsatzes von Fremdwasserverschlüssen zu. Jedoch setzt der Einsatz von Fremdwasserverschlüssen<br />
voraus, dass die wesentlichen Funktionen bzw. Anforderungskriterien, wie<br />
Dichtigkeit der Ventileinheit und der Randdichtung während eines Regenereignisses erfüllt werden.<br />
Eine weitere Voraussetzung ist die zuverlässige Entleerung der Fremdwasserverschlüsse<br />
nach dem Regenereignis, damit der Ventilverschluss öffnet und die Lüftung über die Öffnungen<br />
im Schachtdeckel wieder hergestellt wird. Als Maßstab für die zuletzt genannte Voraussetzung<br />
eignet sich die DIN EN 124.<br />
Aufgabe der <strong>Studie</strong> ist es, von maximal 6 Produkten verschiedener Hersteller/ Anbieter die<br />
Hauptfunktionen:<br />
- Dichtigkeit der Ventildichtung und<br />
- Randdichtung am Schachthals der Schachtabdeckung<br />
zu prüfen und darüber hinaus auf die Entleerung von Fremdwasserverschlüssen nach dem<br />
Niederschlagsereignis und auf Wiederherstellung der natürlichen Be- und Entlüftung im Kanalschacht<br />
zu achten. Dabei werden die technischen Anforderungen und Vorschriften herangezogen,<br />
die aus Sicht des Bearbeiters zum Einsatz von Fremdwasserverschlüssen in Abwasserschächten<br />
von Bedeutung sein können. Der Bearbeiter übernimmt keine Gewähr über die Aktualität<br />
der zu prüfenden Produkte und auf Vollständigkeit aller auf dem Markt erhältlichen<br />
Fremdwasserverschlüsse.<br />
2. Situation Fremdwasser<br />
2.1 Fremdwasserentstehung<br />
Fremdwasser ist Wasser, das zusammen mit dem Schmutz- bzw. Mischwasser abfließt. Vermischt<br />
sich das Fremdwasser allerdings bei Eintritt in die Kanalisation mit verschmutztem Wasser,<br />
wird Fremdwasser automatisch zu beseitigungspflichtigem Abwasser. Fremdwasser kann<br />
je nach Entwässerungssystem aus unterschiedlichen Quellen stammen.<br />
Fremdwasser besteht hauptsächlich aus Niederschlagswasser oder aus Grundwasser (bzw.<br />
Zwischenabfluss). Zwischenabfluss ist versickerndes Niederschlagswasser, das noch nicht dem<br />
Grundwasser zugeflossen ist. Dieses Fremdwasser führt zu einer Steigerung des Abflusses im<br />
Kanal. Die Menge kann die des "natürlichen" Schmutzwasserabflusses (man spricht auch von<br />
Trockenwetterabfluss) deutlich übersteigen. Daraus können mehrere Schwierigkeiten resultieren:<br />
- die Reinigungsleistung der Kläranlagen nimmt durch verdünntes Schmutzwasser ab<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 3
- die Abwasserreinigung auf der Kläranlage wird aufwendiger und teurer (erhöhte Stromkosten<br />
für längere Pumpenlaufzeiten, mehr Flockungs- und Fällungsmittel muss dosiert werden,<br />
Anlagen verschleißen schneller, da mehr Sand eingespült wird usw.)<br />
- Mischwasserkanäle können nur einen bestimmten Anteil an Niederschlagswasser aufnehmen,<br />
da die Kapazitäten begrenzt sind<br />
- Schmutzwasserkanäle können überstauen<br />
- Pumpwerke laufen länger (erhöhte Stromkosten, Wartungsintervalle)<br />
- Sonderbauwerke (Regenrückhaltebecken, Regenüberlaufbecken usw.) stauen schneller an<br />
und laufen zu langsam leer (Entlastungen).<br />
Eine hohe Fremdwasserbelastung führt bei dem Betreiber des Kanalsystems zu einem höheren<br />
finanziellen Aufwand, der letztlich über die Abwassergebühren refinanziert werden muss.<br />
Quelle (Auszüge aus):<br />
http://www.siwawikopakt.de/index.php?site=articles&action=show&articlesID=8&ws_session=263145502a50710c93d6b<br />
94fd14397a4<br />
2.2 Fremdwassereintrag<br />
Das Abwasserkanalnetz wird über die Öffnungen der Schachtdeckel belüftet. Es erfolgt ein<br />
steter Luftaustausch zwischen Kanal und Atmosphäre, wodurch die Bildung und Aufkonzentrierung<br />
von stark aggressiven und korrosiven Stoffen und Gasen verringert wird. Durch diese Belüftungsöffnungen<br />
gelangt zwangsläufig bei Niederschlagsereignissen auch Oberflächenwasser<br />
in den Abwasserkanal.<br />
Das über die Öffnungen der Schachtdeckel einfließende Niederschlagswasser wird neben dem<br />
Schmutzwasser ein Teil des Abwassers.<br />
Zufluss von Niederschlags-Fremdwasser über die Schachtdeckel<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 4
3. Fremdwasserverschlüsse<br />
3.1 Einwirkungen und Einflusskriterien<br />
In Kanalschächte eingebaute <strong>Systeme</strong> werden auf verschiedene Weise belastet. Wesentlich ist<br />
zum einen die Auflast, die aufgrund des aufgestauten Oberflächenwassers auf den jeweiligen<br />
Wasserverschluss einwirkt. Bereits bei einem Abstand von der Dichtebene (Schachtwand oder<br />
Rahmen der Abdeckung) bis zur Straßenoberkante von z.B. ca. 20 cm ist eine Belastung von<br />
etwa 60 kg vorhanden, die während der gesamten Niederschlagsdauer einwirkt. Je größer die<br />
Auf-bzw. Flächenlast des Niederschlagswassers ist, je größer wird die Belastung auf die Ventil-<br />
und Randdichtung des Fremdwasserverschlusses. Darüber hinaus kann sich durch verschmutztes<br />
Niederschlagswasser die Verstopfungsgefahr der Wasserverschlüsse erhöhen.<br />
Bild 1: Beispiel, Verschmutzungsgrad durch Niederschlagswasser mit hohem Laubanteil<br />
Der Verschmutzungsgrad des Niederschlagswassers wird bestimmt durch die Verschmutzungsart,<br />
wie Sand, Schluff, Laub, Reifenabrieb, Öl usw. und deren Menge. Ein Verstopfen der<br />
Abtropfeinheit führt dazu, dass das eingeflossene Niederschlags- bzw. Oberflächenwasser nicht<br />
mehr abläuft und somit die Be- und Entlüftung im Kanalschacht nicht wiederhergestellt wird.<br />
3.2 Empfohlene Normen und Vorschriften zum Einsatz<br />
Kanalschächte dienen dem Zugang zum eigentlichen Kanal mit dem Zweck der Kontrolle, Reinigung,<br />
Überprüfung und Unterhaltung des Kanals. Für die Schächte und die entsprechenden<br />
Abdeckungen gelten unterschiedliche Normen und Vorschriften.<br />
(a) In der DIN 4034 sind die Schachtformteile beschrieben. Die Gestaltung der Schachtformteile<br />
ist in Bezug auf die Vermeidung von Oberflächenwasserzufluss jedoch nicht relevant.<br />
(b) Die DIN EN 124 trifft Aussagen zu den technischen Spezifikationen von Schachtabdeckungen.<br />
Nachfolgend die Wiedergabe einiger, für die <strong>Studie</strong> relevanter Parameter:<br />
Aus Punkt 7.2 „Lüftungsöffnungen in Deckeln von Abdeckungen“ wird folgendes zitiert:<br />
…“Für Deckel von Abdeckungen mit Lüftungsöffnungen muss der Lüftungsquerschnitt mindestens<br />
den Werten der Tabelle 2 entsprechen<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 5
Lichte Weite<br />
≤ 600 mm<br />
> 600 mm<br />
Lüftungsquerschnitt<br />
min.<br />
5 % der Fläche des Kreises mit<br />
dem Durchmesser der Lichten<br />
Weite<br />
140 cm²<br />
(c) Weiterhin enthält die DIN EN 752 unter Punkt 7 „Schutz vor Anfaulung des Abwassers“ folgende<br />
Angaben:<br />
…“Das Anfaulen des Abwassers in Entwässerungssystemen ist unerwünscht und muss daher<br />
weitestgehend verhindert werden. Die Abwasserreinigung wird beeinträchtigt, und es kann zur<br />
Bildung von Schwefelwasserstoff (H2S) kommen. Schwefelwasserstoff ist giftig und kann tödlich<br />
wirken. Je nach Konzentration ist dieser gesundheitsschädlich oder übelriechend, und bei der<br />
Oxidation zu Schwefelsäure besteht die Gefahr, dass gewisse Werkstoffe in Rohrleitungen,<br />
Klär- und Pumpanlagen angegriffen werden. Die Konzentration von Schwefelwasserstoff hängt<br />
unter anderem von folgenden Bedingungen ab, die zu berücksichtigen sind:<br />
-…<br />
-…<br />
- Be- und Entlüftung der Kanalisation...“<br />
Demnach kann die Einschränkung der natürlichen Be- und Entlüftung im Kanalschacht durch<br />
eingebaute Fremdwasserverschlüsse bei Vorhandensein von Schwefelwasserstoff zu erhöhten<br />
korrosiven Schäden des Anlagenbestandes führen.<br />
(d) nach § 3 Absatz 3 der Abwasserverordnung (AbwV v. 17. Juni 2004) gilt für die allgemeinen<br />
Anforderungen im Hinblick auf die Verdünnung von Abwasser nachfolgendes:<br />
„Als Konzentrationswerte festgelegte Anforderungen dürfen nicht entgegen dem Stand der<br />
Technik durch Verdünnung erreicht werden.“<br />
3.3 Kennzeichnende Merkmale der getesteten Produkte<br />
Grundsätzlich wird darauf hingewiesen, dass die technischen Merkmale der getesteten Produkte<br />
zum Zeitpunkt der <strong>Studie</strong>nbearbeitung (Testdurchführung Ende April 2010) bestehen und<br />
diese Produkte derzeitig von den Herstellern mit den unter Punkt 4 zitierten Angaben auf dem<br />
öffentlichen Markt angeboten werden. Die <strong>Studie</strong> kann daher nur eine Momentenaufnahme<br />
hinsichtlich des derzeitig technischen Standes der Produkte sein. Eventuelle Weiterentwicklungen,<br />
Verbesserungen bzw. Neuerungen können zum jetzigen Zeitpunkt nicht berücksichtigt<br />
werden.<br />
3.3.1 Hauptfunktionen Ventil- und Randdichtung<br />
Die am Markt vorhandenen Wirkungsmechanismen für Fremdwasserverschlusssysteme basieren<br />
im Wesentlichen auf zwei Funktionsprinzipien, die zusätzlich in zwei weitere Bauformen des<br />
jeweiligen Ventils gegliedert werden können:<br />
1-A Druckventil, flacher Schwimmkörper als Verschlussorgan<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 6
1-B Druckventil, Kugel als Verschlussorgan<br />
2-A Auftriebsventil, flacher Schwimmkörper als Verschlussorgan<br />
2-B Auftriebsventil, Kugel als Verschlussorgan<br />
Bei den Druckventilen verschließt ein Schwimmkörper die Lüftungsöffnungen des Fremdwasserverschlusssystems<br />
derart, dass der vorhandene Wasserdruck das Ventil gegen die zu verschließende<br />
Öffnungen drückt. Dabei nimmt die Anpresskraft auf das Ventil mit steigendem<br />
Wasserstand zu.<br />
Bei den Auftriebsventilen werden die Lüftungsöffnungen des Fremdwasserverschlusssystems<br />
durch einen Schwimmkörper verschlossen, der allein aufgrund seiner Größe eine ausreichende<br />
Anpresskraft auf das Ventil erzeugt. Mit steigendem Wasserstand erhöht sich die Flächenlast<br />
der Niederschlags-Wassermenge und steht der Auftriebskraft des Schwimmers entgegen. Sofern<br />
diese Flächenlast größer wird als die Auftriebskraft des Schwimmers, öffnet der Schwimmkörper<br />
zwangsläufig, so dass der Verschluss nicht mehr gegeben ist.<br />
Nachfolgend sind die kennzeichnenden Merkmale der Ventil- und Randdichtung der getesteten<br />
Produkte aufgeführt:<br />
Wasserverschluss FRK, <strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Ventildichtung ausgeführt als Druckventil in Form eines flachen Schwimmkörpers als Verschlussorgan<br />
Umlaufende Randdichtung fest montiert (verklebt u. verschraubt), siehe Bild 2:<br />
Fremdwasser-Stop-System (FWS), GAT <strong>GmbH</strong><br />
Ventildichtung ausgeführt als Druckventil in Form eines flachen Schwimmkörpers als Verschlussorgan<br />
Umlaufende Randdichtung fest montiert (vernietet), siehe Bild 3:<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 7
Niederschlags -Wassersperren für Kanalschächte, ENTEC Deutschland <strong>GmbH</strong><br />
Ventildichtung ausgeführt als Druckventil in Form einer Schwimmkugel als Verschlussorgan<br />
Segmentierte Randdichtung umlaufend montiert (nicht verklebt), siehe Bild 4:<br />
coalsi Aquastop, coalsi-Geruchssperren für Abwasserkanäle<br />
Ventildichtung ausgeführt als Auftriebsventil in Form einer Schwimmkugel als Verschlussorgan<br />
Randdichtung umlaufend montiert, siehe Bild 5:<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 8
elflor® Wasserstopp WS 101, Stoerk Umwelttechnik <strong>GmbH</strong><br />
Ventildichtung ausgeführt als Druckventil in Form einer Schwimmkugel als Verschlussorgan<br />
Verschiebbare Randdichtung umlaufend aufgezogen (nicht verschraubt)<br />
Fremdwasser -Verschlusssystem, Albrecht-Versand für Tiefbauprodukte<br />
Ventildichtung ausgeführt als Druckventil in Form einer Schwimmkugel als Verschlussorgan<br />
Randdichtung umlaufend aufgezogen (nicht verklebt u. nicht verschraubt), siehe Bild 6:<br />
3.3.2 Lüftungsquerschnitte der getesteten Produkte<br />
Die DIN EN 124 empfiehlt für Deckel von Abdeckungen mit Lüftungsöffnungen einen Lüftungsquerschnitt<br />
von mindestens 140 cm². Das entspricht einem Lüftungs-Durchmesser von<br />
mindestens 133,5 mm. Dazu sind bereits unter Punkt 3.2 die wesentlichen Passagen der DIN<br />
EN 124 und DIN EN 752 aufgeführt. Die nachfolgend benannten Lüftungsquerschnitte sind an<br />
verschiedenen Stellen der jeweiligen Fremdwasserverschlusssysteme gemessen worden, wobei<br />
der kleinste gemessene Lüftungsquerschnitt maßgebend für die Lüftung ist.<br />
Wasserverschluss FRK, <strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Lüftung zum Schachtdeckel: 1 x 160 mm => 201 cm²<br />
Lüftung an der Ventileinheit: 600 mm x 30 mm => 180 cm²<br />
(rechteckige Öffnung 200x100 mm,<br />
30 mm hoch)<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 9
Lüftung zum Schacht: 1 x 100 mm u.1x 102,6mm =>161 cm² =min. Lüftungsquerschnitt<br />
Abtropföffnung: 1 x 7 mm<br />
Fremdwasser-Stop-System (FWS), GAT <strong>GmbH</strong><br />
Lüftung zum Schachtdeckel: größer 180 cm² (oben offen)<br />
Lüftung an der Ventileinheit: 2 x 135 mm x 40 mm +<br />
4 x 45 mm x 40 mm => 180 cm²<br />
(Öffnungen 45 mm hoch, ab OK Schwimmer<br />
40 mm)<br />
Lüftung zum Schacht: 1 x 135 mm =>143 cm² =min. Lüftungsquerschnitt<br />
Abtropföffnung: 2 x 5 mm<br />
Niederschlags -Wassersperren für Kanalschächte, ENTEC Deutschland <strong>GmbH</strong><br />
Lüftung zum Schachtdeckel: 16 x 10 mm= 12,6cm ²=min. Lüftungsquerschnitt<br />
(innenliegende Bohrungen im Lüftungsrohr)<br />
Lüftung an der Ventileinheit: Ring 100/ 75 mm =>34,4 cm²<br />
(Kreisring zwischen Ventilkugel und<br />
Lüftungsrohr)<br />
Lüftung zum Schacht: 1 x 80 mm => 50,3 cm²<br />
Abtropföffnung: nicht vorhanden<br />
coalsi Aquastop, coalsi-Geruchssperren für Abwasserkanäle<br />
Lüftung zum Schachtdeckel: 32 x 8 / 8 mm => 20,5 cm² (Gewebegitter)<br />
Lüftung an der Ventileinheit: 1 x 60 mm => 28,3 cm²<br />
Lüftung zum Schacht: 4x 45m x 5mm=>9,0cm² = min. Lüftungsquerschnitt<br />
(rechteckige Öffnungen 45 mm, 5 mm hoch)<br />
Abtropföffnung: nicht vorhanden<br />
belflor® Wasserstopp WS 101, Stoerk Umwelttechnik <strong>GmbH</strong><br />
Lüftung zum Schachtdeckel: 8 x 12 mm => 9,1 cm²<br />
(innerhalb Lüftungsdom)<br />
Lüftung an der Ventileinheit: 1 x 25 mm => 4,9 cm² =min. Lüftungsquerschnitt<br />
(innenliegender Ventilsitz, von außen nicht sichtbar)<br />
Lüftung zum Schacht: 15 x 10 mm => 11,8 cm²<br />
Abtropföffnung: 1 x 2 mm<br />
Fremdwasser -Verschlusssystem, Albrecht-Versand für Tiefbauprodukte<br />
Lüftung zum Schachtdeckel: 157 x 5 mm => 30,8 cm²<br />
Lüftung an der Ventileinheit: Ring100/80mm=>28,3cm²=min. Lüftungsquerschnitt<br />
(Kreisring zwischen Ventilkugel und<br />
Rohrbogen)<br />
Lüftung zum Schacht: 1 x 70 mm => 38,5 cm²<br />
Abtropföffnung: 1 x 1 mm<br />
4. Angaben der Hersteller<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 10
Die <strong>Studie</strong> vergleicht Fremdwasserverschlusssysteme von sechs deutschen Herstellern bzw.<br />
Händlern. Es kann darüber hinaus weitere Hersteller von Fremdwasserverschlusssystemen<br />
geben, die ggf. auch nach anderen Wirkprinzipien arbeiten, als die Vorgestellten. Daher wird<br />
keine Gewähr, sowohl über die Vollständigkeit der auf dem Markt erhältlichen Produkte als<br />
auch über die Aktualität der zu prüfenden Produkte übernommen.<br />
Die nachfolgenden Angaben der Hersteller zu ihrem jeweiligen Produkt werden unkommentiert<br />
wieder gegeben. Teilweise unterscheiden sich die Angaben der Hersteller von den ermittelten<br />
tatsächlichen Kenndaten, insbesondere in der Lüftung.<br />
4.1 Wasserverschluss FRK, UniTechnics <strong>GmbH</strong><br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle: http://www.unitechnics.de/index_de.htm<br />
„Die vielseitig einsetzbaren Wasserverschluss-<strong>Systeme</strong> erfüllen die hohen Qualitätsanforderungen,<br />
die von unabhängigen Experten aufgestellt wurden. Dafür halten wir in unserem Unternehmen<br />
von der Entwicklung bis zur Produktion hohe Standards ein. Eine wichtige Anforderung<br />
ist die Wiederherstellung der natürlichen Be- und Entlüftung nach dem Starkregen in den Kanalschächten.<br />
Unsere Wasserverschlüsse geben nach dem Starkregen den erforderlichen Lüftungsquerschnitt<br />
nach DIN EN 124 von A ≥ 140 cm 2 (entspr. D= 134mm) wieder frei. Damit wird das Aufstauen<br />
schädigender Gase (wie H2S) verhindert, die zur Korrosion führen können. Das patentierte Abtropfsystem<br />
gewährleistet eine zuverlässige Entleerung des Wasserverschlusses, damit die<br />
natürliche Be- und Entlüftung in vollem Umfang hergestellt wird. Bei Abweichungen der<br />
Schachtmaße vom Standard oder Eigenheiten des Entwässerungsgebietes (z.B. bei Überschwemmungs-<br />
oder rückstaugefährdeten Gebieten) können auch Sonderlösungen aus unserem<br />
Hause eingesetzt werden.“<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 11
Kennzeichnende Merkmale:<br />
für Schächte mit Schachtabdeckung nach DIN 19584 Bei Schachthals-Durchmesser D = 625 mm, bei<br />
Abweichungen Sonderausführungen möglich<br />
Schächte mit Klappdeckel z.B. Viatop-Deckel<br />
kurzzeitiger Überstau bei Starkregen bis 50 cm<br />
vorhandener Lüftungsquerschnitt zur Be- und Entlüftung über 160 cm² entspr. D > 140 mm<br />
erforderlicher Lüftungsquerschnitt nach DIN EN 124 A ≥ 140 cm² entspr. D = 134 mm<br />
zuverlässiges Entleeren nach dem Starkregen Patentiertes Abtropfsystem<br />
Sediment-Stapelraum V ca. 7 ltr.<br />
Wartungsverschluss (schraubbar) D ca. 30 cm<br />
öffnet bei evtl. Rückstau kein Verschieben der Rückstauebene<br />
4.2 Fremdwasser-Stop-System FWS, GAT <strong>GmbH</strong><br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle:<br />
http://www.gatnorderstedt.de/html/fremdwasserstop.html<br />
„In einen Schacht nach DIN 19584 mit Lüftungsöffnungen laufen bei dieser Wassermenge mit<br />
einer geschätzten Stauwasser-Höhe von 2 cm bereits ca. 25-30 m³/h Regenwasser in jeden<br />
betroffenen Schacht! Das neu entwickelte Fremdwasser-Stop-System von GAT <strong>GmbH</strong> verhindert<br />
zuverlässig das Einringen von Fremdwasser bei Starkregenereignissen oder bei Schneeschmelze<br />
durch die Lüftungsöffnungen der Schachtabdeckungen.“<br />
„Das FWS ist im Industriedesign aus PE gefertigt, ist sehr robust, hat eine hohe Steifigkeit und<br />
ist aus rostfreien Materialien (PE und ALU) gefertigt. Das System wird einfach in den Schacht<br />
eingehängt. Die großvolumige (fest verklebte und genietete) Gummidichtung dichtet das Element<br />
zum Schachtrahmen ab.<br />
Im Boden ist eine Sand-Auffangwanne eingeformt, die verhindert, dass Resteinträge von Sand<br />
die Entwässerungs-Öffnungen verstopft. Der Haupteintrag von Sand und Laub wird im neu entwickelten<br />
Schmutzfänger, der bereits zum Lieferumfang gehört, aufgefangen. Auf diese Weise<br />
sind die Wartungsinterwalle des Systems auf ein Minimum reduziert. Das Element ist nach oben<br />
hin bewusst sehr offen gestaltet, um eine ungehinderte Entlüftung zu gewährleisten. Im Falle<br />
eines Starkregenereignisses (oder bei Schneeschmelze mit hohem Wasserstau) schließt das<br />
System automatisch und verhindert das Eindringen großer Wassermengen in den Schacht.<br />
Nach Ende des Ereignisses öffnet das System und gibt die Belüftungsöffnungen wieder frei.“<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 12
„Das System ist für Schächte nach DIN 4290 und DIN 19584 lieferbar. Für den Einsatz in anderen<br />
Schächten (z.B. bei selbstnivellierenden Schachtrahmen) bitten wir um Ihre Anfrage.“<br />
Ringschmutzfänger<br />
„Dieser Ringschmutzfänger aus schlagfestem PE gehört zum Lieferumfang des Systems. Die<br />
Entlüftungsöffnungen sind erhöht und verhindern so das Eindringen von Sand und Schmutz in<br />
das System und in den Kanal. Der Schmutzfänger kann selbstverständlich als Ersatzteil einzeln<br />
zu günstigen Preisen nachgeliefert werden.<br />
Merkmale des FWS<br />
Automatisches Verschließen der Belüftung bei Starkregen oder bei Schneeschmelze<br />
Automatisches Öffnen der Belüftung nach dem Ereignis<br />
Verminderung des Sandeintrages durch neu entwickelten Schmutzfänger<br />
Sammeln des Resteintrages im eingeformten Sandraum im System<br />
Fest montierte großvolumige Gummidichtung gewährleistet Abdichtung des<br />
Systems zum Schachtrahmen.<br />
Höhe des Schachthalses für den Einbau nicht relevant, da immer im Schachtrahmen<br />
abgedichtet wird.<br />
Lieferbar für Schächte nach DIN 4290 und nach DIN 19584<br />
Ebenfalls lieferbar für selbstnivellierende Schachtrahmen (Anfrage)<br />
Gute Entlüftung ist gewährleistet durch große Entlüftungsöffnung, durch die nach oben<br />
offene Bauweise und durch den mitgelieferten Ringschmutzfänger<br />
Leichter Einbau und geringes Gewicht<br />
Ein System für alle Einsatzfälle (ermöglicht den Tausch in andere Schächte).<br />
Lange Wartungsinterwalle durch Verhinderung des Sandeintrags<br />
Durchdachtes Industriedesign<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 13
Preisgünstig durch industrieelle Fertigung<br />
1. FWS einsetzen 2. Schmutzfänger einsetzen „<br />
4.3 Niederschlags-Wassersperren, ENTEC Deutschland <strong>GmbH</strong>/ UGN<br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle: http://www.entec-deutschland.de/entecshop/index.htm<br />
…„Fremdwasserverschluss gegen Oberflächenwasser in Kanalschächten entlasten Abwassernetze,<br />
Pumpwerke und Kläranlagen bei Starkregen sowie Schmelz- und Hochwasser.“<br />
„Fremdwasserverschließsystem<br />
Einsatzbereiche:<br />
- bei hydraulisch überlasteten Kanalnetzen, Pumpwerken und Kläranlagen.<br />
- Kanalschächte nach DIN 4034 mit Schachthals-Durchmesser = 625 mm<br />
- auch Schächte mit anderen Größen<br />
- Aufrechterhaltung der bisherigen natürlichen Be- und Entlüftung bis maximalen<br />
Lüftungsquerschnitt )“<br />
Verschlussplatte ohne Belüftung Klappe DN 150<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 14
4.4 coalsi- Aquastop, Helmut Rös<br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle: http://www.coalsi.de/Aquastop2007.pdf<br />
„Durch Einsatz des coalsi-Aquastop werden permanent große Regenwassermengen aus dem<br />
Schmutzwasserkanal fern gehalten. Das senkt die Klärkosten erheblich. Die Be- und Entlüftung<br />
der Kanalschächte bleibt auch mit Einsatz des Aquastops weitestgehend erhalten. Wie funktioniert<br />
das?<br />
Der Aquastop befindet sich unterhalb der Schachtabdeckung und wird im BEGUSchachtrahmen<br />
anstelle des Schmutzfängers eingesetzt.“<br />
„Bei Regen füllt sich der Aquastop, die integrierten Ventile schließen und lassen keine Wassermengen<br />
in den Kanal gelangen. Nach Regenende läuft der Aquastop langsam leer, so dass nur<br />
geringste Wassermengen in den Kanal laufen. Schon während des Ablaufens öffnen die Ventile<br />
und die Be- und Entlüftung ist wieder gewährleistet.“<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 15
Artikel: BN 00.2008.00 Durchmesser: ca. 605 mm<br />
„Eine geringe Bauhöhe, sehr geringes Gewicht bei höchster Stabilität sorgen für ein optimales<br />
Handling. 4 Entlüftungskanäle sorgen weiterhin für eine gute Be- und Entlüftung des Kanals.<br />
Auch für andere Schachtrahmen können wir Ihnen auf Anfrage, sicherlich einen Lösungsvorschlag<br />
unterbreiten. Hierfür benötigen wir von Ihnen die Angabe des Herstellers und des verwendeten<br />
Typs.“<br />
4.5 Belflor Wasserstopp WS 101, Stoerk Umwelttechnik <strong>GmbH</strong><br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle:<br />
http://www.stoerkumwelttechnik.de/stoerk/komplett/kombi-GS.php<br />
„Haben Sie Geruchsprobleme und zuviel Oberflächenfremdwasser im Trennkanal? Wir lösen<br />
diese beiden Probleme mit einem Produkt. Unser belflor® Kombigerät ist eine Kombination aus<br />
Biofilterpatrone und Wasserstopp mit Luftaustausch. Mit diesem System wird Oberflächenfremdwasser<br />
vom Schmutzkanal fern gehalten und das mit geringem Aufwand. Sie sparen<br />
Klärkosten und die Kläranlage wird entlastet.<br />
WS 101 mit Luftaustausch<br />
für Kanalschächte mit Ø 610 - 630 mm<br />
Incl. Hohlkammerdichtung für eine optimale Randabdichtung<br />
Incl. PE Schmutzfang<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 16
Geruchsfilter und Wasserstopp in einem Kombigerät TYP WS 101<br />
WS 102 ohne Luftaustausch<br />
für Kanalschächte mit Ø 610 - 630 mm<br />
Incl. Hohlkammerdichtung für eine optimale Randabdichtung“<br />
4.6 Fremdwasser-Verschlusssystem, Albrecht Versand<br />
Angaben des Anbieters gemäß Quelle: http://www.tiefbaubedarf.de/shop/<br />
Durch den neuen Kanalverschluss wird die Ableitung von Regenwasser (Starkregen), Schmelz-<br />
und Hochwasser, Wasser aus überlaufenden Flüssen etc. (durch die Lüftungsöffnungen der<br />
Kanaldeckel) in den Schmutzwasserkanal sicher verhindert.<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 17
Optimaler Schutz gegen hydraulische Überlastung der Schmutzwasser-Kanalisation (Rückstau<br />
in Keller etc.), Pumpwerke und Kläranlagen. Problemloser und schneller Einbau, Luftaustausch<br />
bleibt gewährleistet !!!“<br />
5. Konzeption eines Prüfstandes für Fremdwasserverschlüsse<br />
5.1 Aufbau des Prüfstandes<br />
Zur Prüfung der Hauptfunktionen, Ventildichtung und Randdichtung ist der auf dem Bild 7 dargestellte<br />
Prüfstand mit nachfolgend aufgeführten Baugruppen erstellt worden:<br />
- Schachtdeckelrahmen der Marke MEIER-GUSS nach DIN 19584, DIN EN 124<br />
D-CERT D 400- F 900<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 18
- Aufnahmerahmen (Schweißkonstruktion), aus Kastenprofil 60x60<br />
- Wasser-Auffangbehälter, Abmessungen 1.000x1.200x1.200 in [mm]<br />
- Pumpe GA 200<br />
Bild 7: Aufbau Prüfstand<br />
Die Konstruktion des Prüfstandes ermöglicht eine freie Sicht unterhalb des Schachtdeckelrahmens<br />
(Schachtabdeckung), um die benannten Dichtfunktionen und evtl. Schwachstellen der<br />
Fremdwasserverschlusssysteme im eingebauten Zustand und bei Vollfüllen der Schachtabdeckung<br />
mit Wasser gut erkennen zu können.<br />
5.2 Ablauf des Funktionstestes<br />
Nach dem Einsetzen des jeweiligen Fremdwasserverschlusssystems in die Schachtabdeckung<br />
wurde so lange Reinwasser über die Pumpe und einen ¾“ Bewässerungsschlauch eingefüllt,<br />
bis die Dichtigkeit der Ventildichtung und der Randdichtung geprüft werden konnte. Neben der<br />
Ventildichtung muss auch die Randdichtung am Schachthals der Schachtabdeckung ein Durchströmen<br />
von Wasser in den darunter liegenden Wasser-Auffangbehälter verhindern.<br />
Der Testverlauf wurde per Video aufgenommen und zusätzlich mit Fotos für jedes Produkt dokumentiert.<br />
Das Video ist der <strong>Studie</strong> als Anlage beigefügt.<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 19
6. Ergebnisse<br />
6.1 Ergebnisse der Funktion Ventil- und Randdichtung<br />
Bei Zufließen des Wassers sollen die Fremdwasserverschlusssysteme gemäß ihrer Hauptfunktionen<br />
das Durchströmen des Wassers in den Kanalschacht verhindern. Nach dem Verschließen<br />
bzw. nach dem Regenereignis muss die Ventildichtung wieder öffnen, um die Lüftung unter<br />
Praxisbedingungen erneut im Schacht herzustellen. Dazu ist eine Abtropföffnung notwendig, die<br />
(als sekundäre Funktion) eine eigenständige Entleerung absichern muss und bei verschmutztem<br />
Regenwasser nicht verstopfen darf. Die Funktionstests wurden auch mit einer Kamera aufgezeichnet<br />
und stehen als wmv-Videos auf CD zur Verfügung.<br />
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst:<br />
Tabelle 1: Ergebnisse Funktionstest<br />
Modell Funktion<br />
der<br />
Randdichtung<br />
belflor® Wasser-stopp WS<br />
101, Stoerk Umwelttechnik<br />
<strong>GmbH</strong><br />
Wasserverschluss FRK,<br />
<strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Fremdwasser-Stop-System<br />
(FWS), GAT <strong>GmbH</strong><br />
Fremdwasser-<br />
Verschlusssystem, Albrecht-Versand<br />
für Tiefbauprodukte<br />
coalsi Aquastop, coalsi-<br />
Geruchssperren für Abwasserkanäle<br />
Niederschlags -<br />
Wassersperren für Kanalschächte,<br />
ENTEC Deutschland<br />
<strong>GmbH</strong><br />
Funktion<br />
der<br />
Ventildichtung<br />
undicht dicht<br />
dicht dicht<br />
dicht undicht<br />
undicht dicht<br />
undicht undicht<br />
undicht undicht<br />
Im Ergebnis der durchgeführten Tests ist festzustellen, dass von den untersuchten 6 Fremdwasserverschlusssystemen<br />
5 <strong>Systeme</strong> nicht die Hauptfunktion in Bezug auf Dichtigkeit erfüllen<br />
(siehe Tabelle). Gemäß den Videoaufzeichnungen sind bei 4 Produkten undichte Randdichtungen<br />
vorhanden, die einfließendes Wasser nicht zurückhalten. Bei 3 Produkten wurden undichte<br />
Ventileinheiten festgestellt. 2 Produkte zeigten sowohl undichte Randdichtungen als auch undichte<br />
Ventileinheiten. Die mengenmäßige Erfassung des durch Undichtigkeiten ablaufenden<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 20
Wassers ist erst sinnvoll, wenn die Dichtfunktionen durch die Fremdwasserverschlusssysteme<br />
grundsätzlich soweit erfüllt werden, dass ein Aufstauen mindestens bis Oberkante Schachtabdeckung<br />
(Regeneinlaufhöhe) möglich ist. Als Voraussetzung für eine mengenmäßige Erfassung<br />
von ablaufendem Wasser (infolge Undichtigkeit) sollte daher die Dichtigkeit der Fremdwasserverschlüsse<br />
mindestens bis Regeneinlaufhöhe (Kanaldeckelhöhe) sein. Als Messparameter<br />
kann dann der Wasserstand (Regenwasserstand) des oberhalb der Schachtabdeckung über<br />
den Kanaldeckel einfließenden Wassers mit dem bei Undichtigkeiten ablaufenden Wassers ins<br />
Verhältnis gesetzt und das ablaufende Wasser in Abhängigkeit unterschiedlich gemessener<br />
Wasserstände (Regenwasserstände) mengenmäßig erfasst werden. Der Wasserablauf über die<br />
erforderliche Entleerungsöffnung, zur Wiederherstellung der Lüftung, wird nicht als Undichtigkeit<br />
betrachtet.<br />
Die nachfolgende Fotodokumentation stellt die Ergebnisse des Funktionstests mit den Fremdwasserverschlusssystemen<br />
-bei Zufluss von Wasser- bis über die Randdichtungen dar.<br />
Wasserverschluss FRK, <strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Bild: randdichter und ventildichter Wasserverschluss FRK, Wasseraustritt nur aus Entleerungsöffnung<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 21
Fremdwasser-Stop-System (FWS), GAT <strong>GmbH</strong><br />
Bild: undichte Ventileinheit am Fremdwasser-Stop-System (FWS)<br />
Niederschlags -Wassersperren für Kanalschächte, ENTEC Deutschland <strong>GmbH</strong><br />
Bild: undichte Ventileinheit der Niederschlags -Wassersperre für Kanalschächte<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 22
coalsi Aquastop, coalsi-Geruchssperren für Abwasserkanäle<br />
Bild: undichte Randdichtung coalsi Aquastop<br />
belflor® Wasserstopp WS 101, Stoerk Umwelttechnik <strong>GmbH</strong><br />
Bild: undichte Randdichtung belflor® Wasserstopp WS 101<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 23
Fremdwasser -Verschlusssystem, Albrecht-Versand für Tiefbauprodukte<br />
Bild: undichte Randdichtung am Fremdwasser-Verschlusssystem<br />
6.2 Ergebnisse Lüftungsquerschnitte der getesteten Produkte<br />
Nach DIN EN 752 hängt die Konzentration von Schwefelwasserstoff (H2S) auch von der Be-<br />
und Entlüftung der Kanalisation ab. Eine fehlende Be- und Entlüftung kann zum Aufstauen von<br />
H2S und anderen Schadgasen führen, die die Korrosionsgefahr für das Kanalnetz erhöhen.<br />
Daher sollte, insbesondere zum Schutz des Anlagenbestandes und zur Aufrechterhaltung der<br />
Betriebssicherheit die natürliche Be- und Entlüftung im Kanal nicht durch den Einsatz von<br />
Fremdwasserverschlüssen eingeschränkt werden.<br />
Die nachfolgend benannten Lüftungsquerschnitte sind die kleinsten gemessenen Lüftungsquerschnitte,<br />
die unter Punkt 3.3.2 erfasst wurden. Sie sind die maßgebenden Kennwerte für<br />
die Lüftung und werden in der nachfolgenden Tabelle dem empfohlenen Lüftungsquerschnitt<br />
von mindestens 140 cm² gemäß DIN EN 124 für Deckel von Abdeckungen mit Lüftungsöffnungen<br />
gegenübergestellt.<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 24
Modell Vorhandener kleinsterLüftungsquerschnitt<br />
belflor® Wasser-stopp<br />
WS 101, Stoerk Umwelttechnik<br />
<strong>GmbH</strong><br />
Wasserverschluss FRK,<br />
<strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
Fremdwasser-Stop-<br />
System (FWS), GAT<br />
<strong>GmbH</strong><br />
Fremdwasser-<br />
Verschlusssystem, Albrecht-Versand<br />
für Tiefbauprodukte<br />
coalsi Aquastop, coalsi-<br />
Geruchssperren für Abwasserkanäle<br />
Niederschlags -<br />
Wassersperren für Kanalschächte,<br />
ENTEC<br />
Deutschland <strong>GmbH</strong><br />
7. Zusammenfassung<br />
Lüftungsquerschnitt<br />
entspricht DIN<br />
EN124 (≥140cm²)<br />
Verhältnis<br />
Vorh. L-querschn /<br />
≥140 cm² nach<br />
DIN EN 124<br />
4,9 cm² nein 3,5%<br />
161 cm² ja 115,0%<br />
143 cm² ja 102,1%<br />
28,3 cm² nein 20,2%<br />
9,0 cm² nein 6,4%<br />
12,6 cm² nein 9,0%<br />
Die von verschiedenen Anbietern hergestellten bzw. vertriebenen Fremdwasserverschlusssysteme<br />
werden eingesetzt, um den Zufluss von Oberflächenwasser/ Niederschlagswasser in die<br />
Kanalschächte zu vermeiden bzw. stark zu begrenzen.<br />
An die Fremdwasserverschlusssysteme sind dabei zwei wesentliche Anforderungen zu stellen.<br />
Maßgebend dabei sind die Hauptfunktionen: Dichtigkeit der Randdichtung und der Ventildichtung<br />
bzw. Dichtungseinheit. Insgesamt wurden Fremdwasserverschlusssysteme von 6 Anbietern<br />
getestet. Die Testergebnisse beziehen sich auf den technischen Stand der Fremdwasserverschlüsse,<br />
wie sie zum Zeitpunkt der <strong>Studie</strong>nbearbeitung vorhanden waren.<br />
Hinsichtlich der Dichtigkeit erfüllen 5 der 6 <strong>Systeme</strong> nicht die Hauptfunktion. Dabei sind an 3<br />
von 6 Verschlusssystemen die Ventileinheiten undicht. Von den 6 Fremdwasserverschlusssystemen<br />
haben 4 <strong>Systeme</strong> undichte Randdichtungen am Schachthals. Bei 2 <strong>Systeme</strong>n sind sowohl<br />
die Ventileinheit als auch die Randdichtung wasserdurchlässig.<br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 25
Die Funktionstests wurden per Video aufgezeichnet und fotografisch dokumentiert. Anzumerken<br />
ist, dass sämtliche Undichtigkeiten bereits bei Wasserständen unterhalb der Schachtdeckeloberkante<br />
auftraten.<br />
Grundsätzlich sollte der Einbau von Fremdwasserverschlusssystemen die bisherige Funktion<br />
der Kanalschächte, insbesondere die natürliche Be- und Entlüftung nicht einschränken.<br />
Da die Be- und Entlüftung im Kanalschacht nach DIN EN 752 auch die Konzentration von<br />
Schwefelwasserstoff (H2S) beeinflusst und H2S zu korrosiven Schäden im Kanalnetz führen<br />
kann, sollte der Lüftungsquerschnitt von mindestens 140 cm² nach DIN EN 124 beim Einbau<br />
von Fremdwasserverschlusssystemen eingehalten werden.<br />
In dem Zusammenhang sind die Lüftungsquerschnitte an 3 verschiedenen Stellen des jeweiligen<br />
Fremdwasserverschlusssystems (zum Schachtdeckel, am Ventilsitz, zum Kanalschacht)<br />
gemessen worden, wobei der kleinste Lüftungsquerschnitt maßgebend für die Lüftung ist<br />
Von den 6 untersuchten <strong>Systeme</strong>n entsprechen nur 2 <strong>Systeme</strong> der Lüftung nach DIN EN 124<br />
von mindestens 140 cm².<br />
Im Fazit kann festgehalten werden, dass der Wasserverschluss FRK der Fa. <strong>Unitechnics</strong> <strong>GmbH</strong><br />
als Einziger der untersuchten Fremdwasserverschlüsse die zwei notwendigen Hauptfunktionen<br />
- Randdichtung und Ventildichtung - gegen Oberflächenwasser erfüllt und einen Lüftungsquerschnitt<br />
von mehr als 140 cm² aufweist.<br />
Schwerin, Mai 2010<br />
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Bernd Heidrich - ATI Westmecklenburg <strong>GmbH</strong><br />
<strong>Studie</strong> Fremdwasserverschlüsse Seite 26