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Entwässerung von Gebäuden in Siedlungen und Anlagen Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Abwasser- oder Entwässerungsleitungen sind Teil der Entwässerungsanlagen von Gebäuden oder befestigten Flächen. Im deutschen Sprachraum werden im häuslichen Bereich Rohre aus Kunststoff oder Gusseisen verwendet, seltener aus rostfreiem Stahl, Faserzement, glasfaserverstärktem Kunststoff oder Glas. Im öffentlichen Bereich werden außer Kunststoffrohren auch Rohre aus Beton und Keramik verwendet. Regenfallrohre werden auch aus verzinktem Stahlblech gefertigt.
Das Leitungsnetz ist das Kanalnetz einer Stadt oder Gemeinde zur Entwässerung von Siedlungsräumen im Misch- oder Trennsystem. Beim Mischsystem gibt es einen gemeinsamen Kanal für Regen- und Abwasser, beim Trennsystem getrennte Kanäle für Regen- und Abwasser.
Ein Anschlusskanal ist eine Leitung vom öffentlichen Straßenkanal bis zur Grundstücksgrenze oder bis zum ersten Reinigungsschacht im Grundstück. In Deutschland beträgt die Nennweite DNmin (= Rohrdurchmesser) mindestens 15 cm.
Anschlussleitungen verlaufen zwischen den Abläufen bzw. vom Geruchsverschlüssen (Siphons) der einzelnen Entwässerungsgegenstände (z. B.: Waschtisch, Badewanne etc.) und dem Anschluss an eine Fall-, Grund- oder Sammelleitung oder an eine Abwasserhebeanlage.[1][2]
Wenn ein Bodenablauf vorhanden ist, der über Zulauföffnungen verfügt, können einzelne Entwässerungsgegenstände über Verbindungsleitungen auch an diesen angeschlossen werden. Dies hat den Vorteil, dass sich das Sperrwasser öfter erneuert und der Siphon von selten genutzten Bodenabläufen nicht austrocknet.
Eine Anschlussleitung wird in der Regel durch ein T-Stück mit 45°-Abzweig an eine Sammelleitung angeschlossen. Das T-Stück sollte hierbei weder flach liegen, noch sollte der Abzweig genau nach oben stehen; vorzuziehen ist ein im Winkel von 30° bis 45° schräg stehender Abzweig. Senkrecht nach oben stehen darf der Abzweig nur bei Sammelleitungen mit einem Durchmesser von wenigstens 100 mm und einem rechnerischen Abfluss aus der Anschlussleitung von weniger als 1 l/s. Soll der Abzweig flach liegen, so ist ein spezielles T-Stück mit exzentrischem Abzweig zu verwenden, damit sich die Sohle aller Rohrleitungen auf der gleichen Höhe befindet.[3]
Einzelanschlussleitungen sind Anschlussleitungen, die nur mit einem einzigen Entwässerungsgegenstand verbunden sind, und verlaufen von dessen Ablauf bzw. Geruchsverschluss (Siphon) bis zum ersten T-Stück, an dem sich zwei Anschlussleitungen treffen, oder bis zum direkten Anschluss an eine Fall-, Grund- oder Sammelleitung.
Sammelanschlussleitungen nehmen das Abwasser mehrerer Einzelanschlussleitungen auf und münden in eine Fall-, Sammel- oder Grundleitung.
Fallleitungen (Fallrohre) sind senkrecht oder bis zu einer Neigung von 45° verlegte Leitungen, die durch ein oder mehrere Geschosse (innerhalb oder außerhalb eines Gebäudes) führen, über Dach belüftet werden und das Abwasser einer Grund- oder Sammelleitung zuführen.
Anschluss- und Sammelleitungen werden in der Regel im 87°-Winkel an die Fallleitung angeschlossen. Falls eine Anschluss- oder Sammelleitung mit (annähernd) gleichem Durchmesser in einem 45°-Winkel angeschlossen wird, so kann sich beim Einströmen größerer Wassermengen eine „Wasserglocke“ im Fallrohr bilden, welche die Druckverhältnisse im Rohr negativ beeinflusst. Durch die Verwendung von 87°-Anschlüssen mit ausgerundeter oder angeschrägter Innenkante kann die maximale Abflussleistung des Rohrsystems erhöht werden.
Es ist darauf zu achten, dass unterhalb der Einleitung von fäkalienhaltigem Abwasser in eine Fallleitung weitere Einleitungen nicht dort positioniert werden, wo der Abwasserstrom in einem Winkel auf die Innenseite des Rohres trifft. Dies gilt ebenso unterhalb von Umlenkungen des Fallrohres. Durch den Anprall des Wassers können sich sonst im Laufe der Zeit auch an stumpfwinkligen Kanten von 45°-T-Stücken Ablagerungen ansammeln und zur Verstopfung des einmündenden Rohres führen.
Häufig trifft der Wasserstrom nach einer Umlenkung zunächst an der gegenüberliegenden Seite des Rohres auf und wird von dort wieder zur anderen Seite zurückgelenkt, bevor sich ein gleichmäßiger senkrechter Abfluss entlang der Rohrwandung einstellt. Es sollte daher entweder ein ausreichender Abstand eingehalten oder die Einmündung an einer nicht vom Flüssigkeitsstrom betroffenen Stelle positioniert werden.
Beim Übergang von der Fall- zur Grund- oder Sammelleitung sollten anstelle eines 90°-Bogens grundsätzlich zwei 45°-Bögen verwendet werden, um Verstopfungen und starke Geräuschentwicklung zu vermeiden. Bei einer über 10 m langen Fallleitung fordert die DIN 1986-100 in Kapitel 6.2.2 darüber hinaus ein zwischen den beiden 45°-Bögen eingefügtes 250 mm langes, gerades Zwischenstück.
Eine Sammelleitung ist eine freiliegende, horizontale Leitung zur Aufnahme des Abwassers aus Fallleitungen.
Grundleitungen sind auf einem Grundstück oder im Baukörper im Erdreich verlegte, horizontale Leitungen, die das Abwasser dem Anschlusskanal zuführen. DIN 1986-100 5.7: „Aus Gründen der Inspizierbarkeit und der einfachen Sanierungsmöglichkeit sollten Grundleitungen innerhalb von Gebäuden vermieden und stattdessen als Sammelleitungen verlegt werden. Dies gilt nicht nur für Gebäude ohne Keller; hier sollten die Grundleitungen möglichst kurz und geradlinig aus dem Gebäudebereich herausgeführt werden. Bei unterhalb der Rückstauebene liegenden Entwässerungsanlagen mit Anschluss an eine Abwasserhebeanlage oder einen Rückstauverschluss sollten Grundleitungen nur hergestellt werden, wenn der Anschluss an eine Sammelleitung nicht möglich ist (z. B.: Fußbodenabläufe, Duschen, Badewannen).“
Grundleitungen außerhalb von Gebäuden sollten in Deutschland in einer Tiefe von mindestens 80 cm verlegt werden, da diese Tiefe im Flachland als frostfrei gilt (in höheren Lagen kann die Frostgrenze auf 1,6 m absinken).[4] Richtungsänderungen und liegende Abzweige sind in einem Winkel von höchstens 45° auszuführen (einige Entwässerungsatzungen der Kommunen fordern 30°). Kanalanschlüsse erfolgen demgegenüber in der Regel im Winkel von 90° zur Kanalachse.
Die Dimensionierung von Grundleitungen erfolgt grundsätzlich nach den einschlägigen Normen. Unterhalb von Gebäuden spricht man von der Gebäudeentwässerung und es ist die DIN EN 12056 anzuwenden. Außerhalb von Gebäuden gilt die DIN EN 752 als Regelwerk für die Grundstücksentwässerung. Zur Dimensionierung der Grundleitung wird für beide Bereiche (unterhalb und außerhalb von Gebäuden) die DIN 1986 – Teil 100 angewandt. Die Schnittstelle zwischen der Entwässerungsanlage eines Gebäudes und des Kanalnetzes der Kommune ist in der Regel die Grundstücksgrenze. Für einen besseren Betrieb des öffentlichen Kanals gibt die Kommune jedoch in der Regel vor, in welcher Dimension der Revisionsschacht an das öffentliche Kanalnetz einzubinden ist. Die Mindestgröße beträgt DN150. Die Dimension der Grundleitung bis zum Revisionsschacht wird von einem Fachplaner hydraulisch berechnet. Das gilt sowohl für Leitungen unterhalb eines Gebäudes als auch außerhalb eines Gebäudes. Der Mindestdurchmesser (DNmin) beträgt in der Regel 100 mm, falls die Berechnung es zulässt sind auch 90, 80 und im Einzelfall sogar 70 mm möglich. Eine Überdimensionierung sollte unbedingt vermieden werden, um die Selbstreinigung der Grundleitung zu gewährleisten. Ein- und Zweifamilienhäuser sind bei üblicher sanitärer Ausstattung immer mit Grundleitungen der Nennweite DN100 an den Revisionsschacht einzubinden. Es kommt häufig zu Verwechslungen bei der Bezeichnung der Leitungsabschnitten, sodass Grundleitungen bereits vor dem Revisionsschacht auf größere Nennweiten erweitert werden, bei Einfamilienhäusern teilweise sogar auf Nennweite DN150.
Querschnittsverengungen sind grundsätzlich zu vermeiden. Querschnittserweiterungen sind so auszurichten, dass der Rohrscheitel höhengleich verläuft. Eine Ausnahme bilden Grundleitungen. Hier sollte die Sohle des Rohres ohne Höhensprung durchlaufen, um im Falle einer Inspektion die Kamerafahrt nicht zu behindern.
Unmittelbar in der Nähe einer Richtungsänderung sollte bei Grundleitungen eine rechteckige Reinigungsöffnung oder ein Kontrollschacht mit offenem Durchfluss vorgesehen werden.
Die DIN EN 1986-4 nennt in Tabelle 1 die für unzugänglich verlegte Leitungen wie Grundleitungen zu verwendenden Leitungsmaterialien.[4]
Die DIN 1986 forderte vormals ein Gefälle von mindestens 2 % bei DN-100-, 1,5 % bei DN-150- und 1 % bei DN-200-Leitungen (bei Regenwasser stets 1 %). Nach DIN EN 12056 und neuer DIN 1986-100 genügen in den meisten Fällen 0,5 % (0,5 cm/m) bei belüfteten und 1 % (1 cm/m) bei unbelüfteten Leitungen.[4]
Das Mindestgefälle in Prozent entspricht bei erdverlegten Grundleitungen ab DN 250 dem Kehrwert der Nennweite (J = 100 / DN). Außerhalb von Gebäuden bzw. bei Mischwasserleitungen gilt dies nach DIN 1986-100 auch bereits für Leitungen mit geringerem Querschnitt.[4]
Sammel- und Grundleitungen sollen nach EN 752 nicht mit einem Sohlgefälle zwischen 5 % und 100 % (entspricht 3° bis 45°) verlegt werden, da in diesem Bereich die Gefahr besteht, dass sich Feststoffe aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeit aus der Flüssigkeit separieren und zurückbleibendes Material an der Rohrwandung anhaftet. Demgegenüber werden Feststoffe beim empfohlenen Gefälle zwischen 0,5 % und 2 % (bei Rohren ab 200 mm Nennweite) bzw. bis zu 5 % (bei Rohren bis 150 mm Nennweite) von der Flüssigkeit mitgeschwemmt. Größere Höhenunterschiede sollten durch einen abgetreppten Rohrverlauf (möglichst mit Kontroll- und Reinigungsöffnungen) oder durch einen sogenannten Absturz innerhalb eines Schachts überbrückt werden.
Manche Hersteller von Abwasserhebeanlagen empfehlen ein Mindestgefälle von 2 % im Zulauf.[5]
Die Freigefälleentwässerung bzw. Freispiegelentwässerung ist der Normalfall, bei dem das Wasser sich innerhalb einer liegenden Leitung bzw. eines Kanalrohr selbsttätig fortbewegt, indem es einem Gefälle folgt, ohne dass es im Regelbetrieb hierbei zum Aufstau kommt oder sich innerhalb der Leitung nennenswerte Druckunterschiede ergeben.
Es handelt sich dabei um eine Schwerkraftentwässerung, bei der Gefällesprünge und Gegengefälle vermieden werden, die zur Aufstauung und zum Druckaufbau führen.
Freispiegelleitungen werden teilgefüllt betrieben, das heißt der Füllungsgrad einer Freigefälleleitung liegt in der Regel unter 1 (Füllhöhe h / Rohrinnendurchmesser di).
In Deutschland ist ein Füllungsgrad der Abwasserleitungen in Höhe von durchschnittlich 0,7 vorgesehen. (Hinter dem Anschluss einer Hebeanlage ist ein Füllgrad h/di von 1,0 zulässig.) Die Fließgeschwindigkeit v soll zwischen 0,7 m/s und 2,5 m/s liegen.[6]
Um Fäkalien sicher abzutransportieren, ist eine gewisse Schwemmtiefe erforderlich, welche sich nach dem rechnerischen Füllungsgrad der Leitung bemisst. Der Füllungsgrad entspricht dem Verhältnis des Wasserstands (h) in der Leitung zum Innendurchmesser des Rohres (di). Das Ausschwemmen der Fäkalien ist in der Regel gewährleistet, wenn der Füllungsgrad h/di 0,5 beträgt. Während des Entwässerungsvorgangs ist das Rohr dann zur Hälfte mit Wasser gefüllt.[7]
Der Füllungsgrad einer (Über-)Druckleitung liegt in der Regel bei annähernd 1 (Füllhöhe h / Rohrinnendurchmesser di).
Eine Entwässerung über Druckleitungen geschieht, wenn Hebeanlagen oder andere Pumpen zur Beförderung des Abwassers eingesetzt werden, sowie auch ohne Einsatz von Hilfsenergie als Schwerkraftentwässerung
Die DIN EN 1986-4 beschränkt in Tabelle 1 die für Druckleitungen zu verwendenden Materialien auf Guss-Druckrohr, PP-Druckrohr mit Schweißverbindung (DIN 8077; DIN 8078; DVGW W 544), PE-Druckrohr, PVC-Druckrohr sowie nichtrostendes Stahldruckrohr.[4]
Im Gegensatz zu den anderen Leitungstypen können Anschlussleitungen auch für Vollfüllung ausgelegt und so betrieben werden. Sie dürfen jedoch nicht mehr als drei 90°-Bögen enthalten. Eine nicht belüftete Anschlussleitung darf maximal 4 m lang sein und muss ein Gefälle von mindestens 1 % aufweisen. Die Höhe zwischen dem Geruchsverschluss und der Mündung in die Fallleitung darf nicht mehr als 1 m betragen. Lassen sich diese Bedingungen nicht erfüllen, muss unmittelbar hinter dem Geruchsverschluss ein Rohrbelüfter vorgesehen werden. Eine belüftete Anschlussleitung darf bis 10 m lang sein und muss in einem Gefälle von mindestens 0,5 % verlegt werden. Die Höhe zwischen dem Geruchsverschluss und der Mündung in die Fallleitung darf nicht mehr als 3 m betragen.
Wenn die Anschlussleitung nicht an eine über Dach führende Lüftungsleitung angeschlossen werden kann, so kann das Auftreten von Unterdruck im Rohr durch den Einsatz eines Belüftungsventils vermieden werden. Hierbei werden vom Hersteller teilweise weitergehende Anforderungen gestellt. In manchen Fällen soll das Ventil oberhalb der Anschlussleitung auf einem mindestens 10 cm (bei WC-Abflüssen 15 cm) langen vertikalen Rohrstück sitzen. Es soll höchstens 1 m tiefer als die Oberkante des nächstgelegenen Sanitärgegenstands (Waschtisch, Duschwanne etc.) und nicht weiter als 1,5 m von diesem entfernt liegen. Es soll senkrecht eingebaut und nicht überdeckt werden. Ein Zugang zur Wartung sowie ein Zustrom von Luft muss möglich sein und es ist gegen Frost zu isolieren.[8]
Typische Rohrdurchmesser von Einzelanschlussleitungen:
Allgemein dürfen unbelüftete Anschlussleitungen bis einschließlich DN 70 nur 4 m lang sein, drei 90°-Bögen enthalten und 1 m Höhenunterschied zwischen Einlauf und Mündung in Fallleitung überwinden oder alternativ in Sammel- bzw. Grundleitung größerer Dimension münden.[7]
In Wohngebäuden und unter gewissen Umständen in öffentlichen Einrichtungen dürfen die Sammelanschlussleitungen nach DIN 1986-100, Tab.7 in DN 90 ausgeführt werden, sofern die Ablaufleistung der angeschlossenen Sanitärobjekte höchstens einen Anschlusswert DU von 13 l/s erreicht und nicht mehr als zwei WCs angeschlossen sind.[7]
Die Nennweite einer Fallleitung mit Hauptlüftung richtet sich entsprechend DIN 1986-100, Tab.8, nach der Summe der Anschlusswerte und dem Gebäudetyp.
Bei Verwendung von Abzweigen (T-Stücken), deren Abgang mit einem gewissen Radius an die Fallleitung anschließt, kann eine Fallleitung mit Hauptlüftung in DN 90 einen Schmutzwasserabfluss QWW von 3,5 l/s aufnehmen. Besitzen die T-Stücke der Abgänge hingegen scharfkantige Abzweige, soll der Schmutzwasserabfluss QWW 2,7 l/s nicht übersteigen. Bei scharfkantigen Anschlüssen wird einlaufendes Wasser durch den Bewegungsimpuls oft durch den Rohrquerschnitt getragen. Entweder es prallt an die gegenüberliegende Wandung des Fallrohrs und läuft dort ab oder es verteilt sich, verschließt vorübergehend den Rohrquerschnitt und zieht die im Rohr enthaltene Luft mit herab. Dabei bildet sich oberhalb ein Unterdruck und unterhalb ein Überdruck. Demgegenüber folgt das Abwasser abgerundeten Einläufen und läuft an der unmittelbar darunterliegenden Rohrwandung ab. Der übrige Rohrquerschnitt bleibt frei und der Druckausgleich bleibt möglich.[7]
Zur platzsparenden Anbindung der Anschlussleitungen sind spezielle Formstücke erhältlich. Ein Hosenrohr führt zwei benachbarte Fallrohre platzsparend zusammen. Während die Fallrohre meist parallel in ein Hosenstück geführt werden, treffen sie in einem „Y-Stück“ in einem Winkel aufeinander. Um jeweils ein Spülklosett beiderseits des Fallrohrs anschließen zu können, werden Formstücke mit zwei höhengleichen Anschlüssen angeboten, die sich entweder gegenüberstehen oder in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Erhältlich sind auch WC-Anschlussstücke mit einem zweiten unmittelbar darunterliegenden Einlauf, die den Anschluss einer bodenebenen Dusche ermöglichen, ohne in die Deckenebene eingreifen zu müssen.
Als Reinigungsöffnungen zählen auch Rohrendverschlüsse (Stopfen) und Schächte mit offenem Durchfluss.
Reinigungsöffnungen sind am Übergang von senkrechten in liegende Leitungen vorzusehen. Ebenso alle 20 m in Grundleitungen und Sammelleitungen. Sofern keine Richtungsänderungen stattfinden, genügt ein Abstand von 40 bis 60 m.
In Grundleitungen sind Reinigungsöffnungen mit rechteckiger bzw. ovaler Öffnung vorzusehen.
Eine Reinigungsöffnung ist nahe der Grundstücksgrenze in einer Entfernung von höchstens 15 m vom öffentlichen Entwässerungskanal vorzusehen.
In Räumen, in denen Nahrungsmittel verarbeitet und gelagert werden, dürfen keine Reinigungsöffnungen installiert werden.[2]
Neu im Erdreich verlegte Leitungen sind nach den Richtlinien der DIN EN 1610 auf Dichtheit zu überprüfen. Die Prüfung kann mit Luft oder Wasser als Prüfmedium durchgeführt werden.[8]
DIN EN 12056 und DIN 1986-100 fordern, im Erdboden gelegene Durchführung von Entwässerungsleitungen in Außenwänden wasser- und gasdicht auszuführen. Dies kann beispielsweise durch einen über das Rohr geschobenen Mauerkragen geschehen, der in der Wand mit Beton vergossen wird.[8]
DIN 18195 beschreibt verschiedene Abdichtungsarten und legt Anforderungen für die Herstellung der Durchdringungen fest.[8]
Häufig treten bei Neubauten sowie nach Verfüllungen noch Setzungen des Bauwerks bzw. des Füllmaterials auf.
Um entsprechend DIN EN 12056 und DIN 1986-100 eine Beschädigung der Entwässerungsleitung zu vermeiden, sollte das Rohr im Bereich der Hauseinführung mit einem weichen Material, z. B. einer Dämmung, ummantelt werden. Die Länge der Ummantelung soll der Rohrlänge entsprechen, für die ein Einfluss durch die Setzungsbewegung angenommen wird. Zur Ermittlung wird der Außendurchmesser des Rohrs zum Wert der erwarteten Setzung addiert, jeweils in Zentimetern. Aus der Summe wird die Wurzel gezogen und das Ergebnis verzehnfacht. Die Ummantelung soll zum Teil in der Wand und zum Teil im Erdreich liegen.[8]
Kunststoffrohre unterliegen einer höheren Wärmedehnung als Rohre aus Metall und keramischen bzw. mineralischen Werkstoffen. Rohre, die beispielsweise zur Entwässerung von Badewannen, Küchenspülen und Waschmaschinen dienen, dehnen sich aus, wenn das abfließende Wasser eine erhöhte Temperatur hat. Um Zwängungen und Biegung des Rohrs zu vermeiden, sollten die Spitzenden in Rohrsträngen, die über mehrere Meter ohne Umlenkung geradeaus verlaufen, nicht bis zum Anschlag in die Muffen geschoben werden. In der Regel wird es ausreichen, dem Rohr einen Spielraum von etwa einem Zentimeter zur Ausdehnung zu geben.
Rohre aus folgenden Werkstoffen sind nach DIN 1986-4 gegenüber saurem Kondensat uneingeschränkt beständig, welches insbesondere beim Betrieb von mit Gas oder Erdöl betriebenen Brennwertkesseln entsteht und abgeführt werden muss: Steinzeug, Glas, Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Styrol-Copolymerisate (ABS/ASA), Polyesterharz (UP) und nichtrostender Stahl. Bei planmäßiger Verdünnung durch andere Abwässer können auch Rohre aus Faserzement, Gusseisen oder Stahl verwendet werden.[9]
Abwasserrohre, die wie SML-Rohr nicht über angeformte Muffen verfügen, werden durch separate Steckmuffen oder Klemmschellen bzw. (Gummi-)Manschetten verbunden.
Folgende Europäische Normen (EN) bzw. DIN-Normen stehen im Zusammenhang mit Entwässerungen:
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