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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

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