Vorwort
Leitungsnetze
Kabelnetze bzw. -systeme
Freispiegelsysteme
Die überwiegende Anzahl der Entwässerungssysteme ist als Freispiegelsystem [DINEN752b] (Freigefällesystem), in DIN EN 476 [DINEN476:1997] auch als Schwerkraft(entwässerungs)system bezeichnet, ausgebildet, bei denen nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] "der Abfluss durch Schwerkraft erfolgt und bei dem die Leitung (Anmerkung: Freispiegelleitung [DINEN12889:2000]) üblicherweise mit Teilfüllung betrieben wird".
Entwässerungssysteme werden in der Bundesrepublik Deutschland in zwei Teilbereiche untergliedert, und zwar in die Grundstücksentwässerung und die Kanalisation.
Unter Grundstücksentwässerung versteht man nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] ein "System von Rohren (Anmerkung: Abwasserleitung) zur Ableitung von Schmutzwasser und/oder Regenwasser zu einer Senkgrube, Kanalisation oder sonstigen Entsorgungseinrichtung".
Die Grundstücksentwässerung gehört in den privaten Zuständigkeitsbereich und erstrecken sich vom einzelnen anzuschließenden Haus oder Grundstück bis hin zu Kasernen, Fabriken, Flugplätzen, Krankenhäusern, die vielfach Leitungssysteme ähnlich denen eines ganzen Stadtteils benötigen.
Bei der Kanalisation, die sich in der Regel im öffentlichen Zuständigkeitsbereich befindet, handelt es sich nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] um ein "Netz von Rohrleitungen (Anmerkung: Abwasserkanäle) und Zusatzbauten (Anmerkung: Bauwerke der Ortsentwässerung), das Schmutzwasser und/oder Regenwasser von Abwasserleitungen zu Kläranlagen oder an anderen Entsorgungsstellen ableitet."
Die Verbindungsleitung zwischen dem öffentlichen Abwasserkanal und der Grundstücksgrenze bzw. der ersten Reinigungsöffnung (z.B. Übergabeschacht) auf dem Grundstück wird nach DIN 4045 [DIN4045:1985] auch als Anschlusskanal bezeichnet (Bild 6.2.2.5.2-1) (Bild 6.2.2.5.2-2).
Die Bezeichnung Anschlusskanal verwendet man auch für die Verbindungsleitung zwischen dem Abwasserkanal und dem Straßenablauf im Fahrbahnbereich (Bild 6.2.2.5.2-3) (Bild 6.2.2.5.2-4).
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Bild 6.2.2.5.2-1:
Gebäudeentwässerung über Grundleitung und Anschlusskanal. [Quelle: visaplan GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-2:
Gebäudeentwässerung über Grundleitung und Anschlusskanal mit Einsteigschacht auf dem Grundstück. [Quelle: visaplan GmbH] |
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Bild 6.2.2.5.2-3:
Mischsystem in Anlehnung an [Girna70] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-4:
Trennsystem in Anlehnung an [Girna70] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Die Festlegung, wo der Anschlusskanal endet und die Grundleitung, nach DIN 1986 Teil 1 [DIN1986:1995] "im Erdreich oder in der Grundplatte unzugänglich verlegte Leitung, die das Abwasser in der Regel dem Anschlusskanal zuführt", beginnt, regelt die jeweilige Entwässerungssatzung.
In Normen nicht definiert ist der Begriff Hausanschluß. Dennoch findet er in der Praxis vielfach Verwendung. Er wird für "die Leitung von der Reinigungsöffnung im Gebäude bis zum Abwasserkanal" verwendet.
Abwasserleitungen von Grundstücken und Anschlusskanäle von Straßenabläufen sind fachgerecht an Schächte oder außerhalb der Schächte an die Kanäle anzuschließen [ATVA157:2000]. Anforderungen und Ausführungsvarianten enthalten DIN EN 1610 [DINEN1610:1997] und ATV/DVWK 139 [ATVA139:2001]. In Wasserschutzgebieten gelten die Vorschriften der jeweiligen Schutzgebietsverordnung.
Anordnungen der Kanäle in den Kanalisationen [Busch65]
Die grundlegende Netzform bei Freispiegelsystemen bildet das im Abschnitt 1.1.1 beschriebene Verästelungsnetz, jedoch mit umgekehrter Fließrichtung. Darauf basierend kommen in Abhängigkeit vor allem von der Grundrissform, Geländegestalt und Größe der Ortschaft, von der Lage des Vorfluters, der Kläranlage oder des Pumpwerkes sowie von der Behandlungsart des Abwassers unterschiedliche Linienführungen der Sammler, d.h. der "Abwasserkanäle zur Aufnahme des aus Teilgebieten abgeleiteten Schmutz- und/oder Regenwassers" [DIN4045:1985], und damit verschiedene Netzvarianten zur Anwendung (Bild 6.2.2.5.2-5).
Verlaufen die Sammler (z.B. Nebensammler, Hauptsammler) der einzelnen Teilgebiete vorwiegend senkrecht zu den Höhenlinien bzw. zum Vorfluter, so spricht man von einem Quernetz . Muß das Abwasser vor Einleitung in den Vorfluter gereinigt werden, so sind die Sammler des Quernetzes vor Mündungen im Vorfluter abzufangen (Abfangnetz) . Beim Längsnetz verlaufen die einzelnen Sammler unter sich und zum Vorfluter bzw. in Höhenlinien nahezu parallel . Im Gegensatz dazu gibt es im Verästelungsnetz keine vorherrschende Sammelrichtung mehr . Werden die Sammler der Teilgebiete strahlenförmig nach außen geführt, so spricht man vom Radialnetz [Busch65] .
Bezüglich des Entwässerungsverfahrens, d.h. der "Art der Ableitung von Abwasser" [DIN4045:1985] unterscheidet man zwischen:
Mischsystem: "Entwässerungssystem, bestehend aus einem einzigen Leitungs-/Kanalsystem zur gemeinsamen Ableitung von Schmutz- und Regenwasser [DINEN752b] " in Mischwasserkanälen (Bild 6.2.2.5.2-3) und
Trennsystem: "Entwässerungssystem, üblicherweise bestehend aus zwei Leitungs-/Kanalsystemen für die getrennte Ableitung von Schmutz- und Regenwasser [DINEN752b] " in Schmutz- und Regenwasserkanälen (Bild 6.2.2.5.2-4).
Wichtige Festlegungen innerhalb eines Entwässerungssystems sind die Mindestnennweiten, wobei als Kriterien die Gewährleistung der Abführung auch gröberer und sperriger Stoffe und ggf. die Begehbarkeit in Frage kommen.
Heute gelten folgende Mindestnennweiten [ATV95b] :
-
Grundstücksentwässerung: DN 150
(bei Einzelhäusern auch DN 125) - Anschlußkanäle von Straßenabläufen: DN 150
- Schmutzwasserkanäle: DN 200
- Regenwasserkanäle: DN 250
- Mischwasserkanäle: DN 250.
Aus betrieblichen Gründen empfiehlt ATV-A 118 [ATVA118:1997] unabhängig vom rechnerischen Gesamtabfluß folgende Mindestnennweiten für
Schmutzwasserkanäle: DN 250
Regen- und Mischwasserkanäle: DN 300
im allgemeinen nicht zu unterschreiten und die Mindestdurchmesser auf besonders begründete Fälle zu beschränken.
DN wird in diesem Zusammenhang im Sinne DN/ID verstanden (Abschnitt 1.1.1) und nachfolgend so auch verwendet.
Innenansicht eines mit der DPLEX-Schildvortriebsmethode mit Tübbingausbau aufgefahrenen und mit einer Ortbetoninnenschale ausgekleideten Abwasserkanals mit rechteckförmigem Querschnitt (H/B = 3,98 m/4,38 m) (Image) [FI-DAIHO]
Neben den oben angeführten Mindestnennweiten finden auch alle weiteren Nennweiten der im Abschnitt 1.1.1 aufgeführten DN/ID-Serie Anwendung. Aus hydraulischen Gründen sind oftmals größere Nennweiten als der dort angegebene Maximalwert DN/ID 4000 erforderlich. In diesem Fall können vor Ort in Feldfabriken hergestellte Speziairohre Anwendung finden (Abschnitt 13.3.1.2) oder der Ausbau des Abwasserkanals erfolgt im zuvor aufgefahrenen unterirdischen Hohlraum durch örtliche Maßnahmen. Im letztgenannten Anwendungsfall gibt es im Prinzip keine Obergrenzen bezüglich Durchmessergröße und Querschnittsform. So sind z.B. Abwasserkanäle mit bis zu 10 m Durchmesser im Ausland keine Seltenheit (Bild 6.2.2.5.2-6).
Für die Bundesrepublik Deutschland haben Umfrageergebnisse der ATV im Jahre 1997 [ATV97b] ergeben, dass etwa 89% der öffentlichen Abwasserkanäle < DN/ID 800 sind [Dyk98].
Dabei wurden die Grundstücksentwässerungen, d.h. die privaten Abwasserleitungen, nicht in die Betrachtungen mit einbezogen. Obwohl sie den größten Anteil am Gesamtnetz ausmachen (ca. 1 Mio. km), liegen hierüber keine diesbezüglichen statistischen Erhebungen vor. Bezogen auf die Nennweitenverteilung tragen sie zu einer wesentlichen Erhöhung der Anteile an Rohrleitungen < DN/ID 300 bei.
Abwasserleitungen und -kanäle, Anschlusskanäle, Grundleitungen und Hausanschlüsse, nachfolgend zusammenfassend Kanäle oder Abwasserleitungen und -kanäle genannt, wenn nicht ausdrücklich der jeweilige Einzelbegriff verwendet werden muss, können die unterschiedlichsten Querschnittsabmessungen und -formen aufweisen.
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Bild 6.2.2.5.2-7:
Genormte Kanalquerschnittsformen mit geometrischen Werten bei Vollfüllung nach DIN 4263 (04.91) [DIN4263:1991] |
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Bild 6.2.2.5.2-8:
Nicht genormte Kanalquerschnittsformen mit geometrischen Werten [ATV82] (Teil 1) |
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Bild 6.2.2.5.2-9:
Nicht genormte Kanalquerschnittsformen mit geometrischen Werten [ATV82] (Teil 2) |
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Bild 6.2.2.5.2-10:
Verteilung der Querschnittsformen in den Kanalisationen der Bundesrepublik Deutschland [ATV97b] |
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Bild 6.2.2.5.2-11:
Werkstoffe in der Kanalisation [Stein98c] |
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Bild 6.2.2.5.2-12:
Werkstoffverteilung in den Kanalisationen der Bundesrepublik Deutschland (Stand 1990 und 2001) [ATV02] |
Die wichtigsten Querschnittsformen von Kanälen in Entwässerungssystemen, nach DIN 4045 [DIN4045:1985] auch Kanalprofile genannt, sind der Kreis-, der normale Ei- und der normale Maulquerschnitt. Sie werden auch als Regelformen bezeichnet, da nur sie nach DIN 4263 [DIN4263:1991] genormt sind (Bild 6.2.2.5.2-7).
Der Kreisquerschnitt wurde und wird wegen seiner konstruktiven und hydraulischen Vorteile im Nennweitenbereich 100 ≤ DN/ ID ≤ 500 bevorzugt verwendet.
Der normale Eiquerschnitt ist hydraulisch besonders vorteilhaft bei der Ableitung größerer, stark schwankender Abflüsse, z.B. bei Mischwasserkanälen mit kleinen Trockenwetterabflüssen [Wengl98] [White94] [Braun93] [Sarto89]. Der Nennweitenbereich erstreckt sich bei Vorfertigung im Werk von 500/750 bis 1400/2100.
Maulquerschnitte bieten Vorteile bei großen Abflüssen und eingeschränkter Bauhöhe. Zwar ist die hydraulische Leistung bei Teilfüllung schlecht, doch wirkt sich die Form statisch besonders günstig aus, weil sie näherungsweise dem Verlauf der Stützlinie folgt.
Der Nennweitenbereich erstreckt sich bei werksseitig vorgefertigten Rohren mit Maulquerschnitt von 1600/1200 bis 4000/ 3000.
Basierend auf den genormten Kanalquerschnittsformen existieren darüber hinaus noch zahlreiche Sonderformen (Bild 6.2.2.5.2-8) (Bild 6.2.2.5.2-9) in den unterschiedlichsten Größen, die nach wie vor teilweise im Rahmen der Erneuerung oder Erweiterung von Kanalisationen noch Anwendung finden.
Eine in (Bild 6.2.2.5.2-8) und (Bild 6.2.2.5.2-9) nicht dargestellte Sonderform ist der Rechteckquerschnitt, der z. B. beim Bau von Stauraumkanälen, Regenrückhaltebecken, Leitungsgängen (Abschnitt 2) oder bei vorgegebenen Trassierungszwangspunkten eingesetzt wird (Abschnitt 13). Als kleinstes lichtes Achsmaß empfiehlt DIN 4263 [DIN4263:1991] ca. 800 mm. Die Sohle erhält eine Querneigung.
Einen Überblick über die Querschnittsverteilung in Kanalisationen der Bundesrepublik Deutschland ebenfalls auf Grundlage der ATV-Umfrage des Jahres 1997 vermittelt (Bild 6.2.2.5.2-10).
Bei den zur Herstellung von Abwasserleitungen und -kanälen eingesetzten Werkstoffen (Sammelbezeichnung für alle Materialien) wird zwischen metallischen, organischen, nichtmetallisch-anorganischen und Mehrkomponentenbaustoffen unterschieden (Bild 6.2.2.5.2-11).
Mehrkomponentenbaustoffe werden wiederum in Verbundbaustoffe, bewehrte Baustoffe und verstärkte Baustoffe unterteilt [Schor].
Im (Bild 6.2.2.5.2-11) sind die Beton- und Stahlbetonrohre mit einem passiven Korrosionsschutz auf der Basis einer Beschichtung oder Auskleidung nicht mit erfasst, da sie Sonderformen darstellen (Abschnitt 13.2.2).
Über den Anteil der einzelnen Werkstoffe bzw. Baustoffarten in den Kanalisationen der Bundesrepublik Deutschland informiert (Bild 6.2.2.5.2-12) auf der Grundlage der bereits zitierten ATV-Umfrage des Jahres 2001 [ATV02]. Hierbei ist zu beachten, dass die angegebenen Zahlen durch statistische Durchschnittsbildung entstanden sind. Vielfach ist bei einer Kommune ein Werkstoff dominierend, während andere Werkstoffe weniger eingesetzt werden. Dies wird in der übergreifenden Betrachtung durch entgegengesetzte Werkstoffwahl anderer Kommunen wieder ausgeglichen.
Abwasser ist eine Mischung von Wasser mit den verschiedenartigsten Feststoffen, unter welchen stets auch absetzbare anzutreffen sind. Zur Verhinderung ihrer Sedimentation innerhalb der Kanalisation muss beim Abfluss des Abwassers in Freispiegelsystemen eine bestimmte Mindestfließgeschwindigkeit vc durch Anordnung und Herstellung eines entsprechenden Gefälles Jc eingehalten werden [ATVA110b:2001E].
Die in (Tabelle 6.2.2.5.2-1) bzw. (Tabelle 6.2.2.5.2-2) angeführten Werte für vc gemäß ATV-DVWK-A 110 [ATVA110b:2001E] beziehen sich auf die Fließgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Füllungsgraden hT/D (Halbfüllung ist z.B. bei hT/D = 0,5 gegeben).
Grenzwerte für ablagerungsfreien Betrieb von Regen- und Mischwasserkanälen [ATVA110b:2001E]
| Kreisquerschnitt d | hT/d ≥ 0,10 | hT/d ≥ 0,20 | hT/d ≥ 0,30 | hT/d ≥ 0,50 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | |
| mm | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 |
| 200 | *) | *) | *) | 4,23 | 0,43 | 1,00 | 2,98 | 0,46 | 1,00 | 2,04 | 0,48 | 1,00 |
| 250 | *) | *) | *) | 3,38 | 0,45 | 1,00 | 2,39 | 0,47 | 1,00 | 1,63 | 0,49 | 1,00 |
| 300 | 5,35 | 0,43 | 1,00 | 2,82 | 0,46 | 1,00 | 1,99 | 0,49 | 1,00 | 1,48 | 0,53 | 1,09 |
| 350 | 4,59 | 0,44 | 1,00 | 2,42 | 0,47 | 1,00 | 1,70 | 0,50 | 1,00 | 1,45 | 0,58 | 1,24 |
| 400 | 4,02 | 0,44 | 1,00 | 2,11 | 0,48 | 1,00 | 1,61 | 0,51 | 1,05 | 1,42 | 0,63 | 1,39 |
| 450 | 3,57 | 0,45 | 1,00 | 1,88 | 0,49 | 1,00 | 1,53 | 0,55 | 1,15 | 1,40 | 0,67 | 1,54 |
| 500 | 3,21 | 0,46 | 1,00 | 1,69 | 0,50 | 1,00 | 1,50 | 0,59 | 1,26 | 1,38 | 0,71 | 1,69 |
| 600 | 2,68 | 0,47 | 1,00 | 1,61 | 0,54 | 1,14 | 1,47 | 0,66 | 1,48 | 1,34 | 0,79 | 1,97 |
| 700 | 2,29 | 0,48 | 1,00 | 1,59 | 0,61 | 1,32 | 1,43 | 0,71 | 1,68 | 1,31 | 0,86 | 2,25 |
| 800 | 2,01 | 0,49 | 1,00 | 1,55 | 0,64 | 1,47 | 1,40 | 0,77 | 1,88 | 1,29 | 0,93 | 2,52 |
| 900 | 1,88 | 0,51 | 1,05 | 1,52 | 0,68 | 1,62 | 1,38 | 0,82 | 2,08 | 1,26 | 0,99 | 2,79 |
| 1000 | 1,84 | 0,54 | 1,15 | 1,50 | 0,73 | 1,78 | 1,36 | 0,87 | 2,28 | 1,24 | 1,05 | 3,05 |
| 1100 | 1,81 | 0,56 | 1,24 | 1,48 | 0,77 | 1,93 | 1,35 | 0,93 | 2,49 | 1,23 | 1,11 | 3,31 |
| 1200 | 1,79 | 0,60 | 1,34 | 1,46 | 0,81 | 2,07 | 1,32 | 0,96 | 2,66 | 1,21 | 1,17 | 3,57 |
| 1300 | 1,77 | 0,63 | 1,43 | 1,44 | 0,84 | 2,22 | 1,30 | 1,00 | 2,84 | 1,20 | 1,22 | 3,82 |
| 1400 | 1,75 | 0,65 | 1,53 | 1,43 | 0,88 | 2,37 | 1,30 | 1,06 | 3,05 | 1,18 | 1,27 | 4,07 |
| 1500 | 1,73 | 0,67 | 1,62 | 1,41 | 0,91 | 2,50 | 1,28 | 1,09 | 3,22 | 1,17 | 1,32 | 4,31 |
| 1600 | 1,71 | 0,71 | 1,70 | 1,40 | 0,95 | 2,65 | 1,27 | 1,12 | 3,39 | 1,16 | 1,37 | 4,55 |
| 1800 | 1,69 | 0,75 | 1,89 | 1,38 | 1,01 | 2,93 | 1,25 | 1,22 | 3,77 | 1,14 | 1,46 | 5,03 |
| 2000 | 1,66 | 0,79 | 2,06 | 1,36 | 1,07 | 3,22 | 1,23 | 1,28 | 4,11 | 1,12 | 1,54 | 5,50 |
| 2200 | 1,64 | 0,83 | 2,24 | 1,34 | 1,13 | 3,48 | 1,21 | 1,35 | 4,46 | 1,11 | 1,63 | 5,97 |
| 2400 | 1,61 | 0,86 | 2,41 | 1,32 | 1,18 | 3,74 | 1,19 | 1,41 | 4,80 | 1,09 | 1,70 | 6,42 |
| 2600 | 1,59 | 0,92 | 2,58 | 1,30 | 1,23 | 3,99 | 1,17 | 1,45 | 5,11 | 1,08 | 1,78 | 6,87 |
| 2800 | 1,58 | 0,96 | 2,75 | 1,29 | 1,29 | 4,27 | 1,16 | 1,52 | 5,45 | 1,07 | 1,85 | 7,32 |
| 3000 | 1,56 | 0,99 | 2,92 | 1,27 | 1,32 | 4,50 | 1,15 | 1,58 | 5,78 | 1,05 | 1,92 | 7,76 |
| 3200 | 1,54 | 1,01 | 3,07 | 1,26 | 1,37 | 4,78 | 1,14 | 1,64 | 6,11 | 1,04 | 1,99 | 8,19 |
| 3400 | 1,53 | 1,05 | 3,24 | 1,25 | 1,42 | 5,01 | 1,13 | 1,70 | 6,44 | 1,03 | 2,05 | 8,62 |
| 3600 | 1,51 | 1,07 | 3,39 | 1,24 | 1,46 | 5,27 | 1,12 | 1,74 | 6,74 | 1,03 | 2,12 | 9,05 |
| 3800 | 1,50 | 1,11 | 3,56 | 1,22 | 1,49 | 5,48 | 1,11 | 1,82 | 7,09 | 1,02 | 2,18 | 9,47 |
| 4000 | 1,49 | 1,16 | 3,73 | 1,21 | 1,54 | 5,75 | 1,10 | 1,85 | 7,39 | 1,01 | 2,24 | 9,89 |
*) J ≥ 1/d
Grenzwerte für ablagerungsfreien Betrieb von Schmutzwasserkanälen [ATVA110b:2001E]
| Kreisquerschnitt d | hT/d ≥ 0,10 | hT/d ≥ 0,20 | hT/d ≥ 0,30 | hT/d ≥ 0,50 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | Jc | vc | τmin | |
| mm | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 | ‰ | m/s | N/m2 |
| 150 | *) | *) | *) | 5,64 | 0,41 | 1,00 | 3,98 | 0,44 | 1,00 | 2,72 | 0,45 | 1,00 |
| 200 | *) | *) | *) | 4,23 | 0,43 | 1,00 | 2,98 | 0,46 | 1,00 | 2,04 | 0,48 | 1,00 |
| 250 | *) | *) | *) | 3,38 | 0,45 | 1,00 | 2,39 | 0,47 | 1,00 | 1,63 | 0,49 | 1,00 |
| 300 | 5,35 | 0,43 | 1,00 | 2,82 | 0,46 | 1,00 | 1,99 | 0,49 | 1,00 | 1,36 | 0,51 | 1,00 |
| 350 | 4,59 | 0,44 | 1,00 | 2,42 | 0,47 | 1,00 | 1,70 | 0,50 | 1,00 | 1,18 | 0,52 | 1,01 |
| 400 | 4,02 | 0,44 | 1,00 | 2,11 | 0,48 | 1,00 | 1,49 | 0,51 | 1,00 | 1,16 | 0,56 | 1,13 |
| 450 | 3,57 | 0,45 | 1,00 | 1,88 | 0,49 | 1,00 | 1,33 | 0,52 | 1,00 | 1,14 | 0,60 | 1,26 |
| 500 | 3,21 | 0,46 | 1,00 | 1,69 | 0,50 | 1,00 | 1,22 | 0,53 | 1,03 | 1,12 | 0,64 | 1,37 |
| 600 | 2,68 | 0,47 | 1,00 | 1,41 | 0,51 | 1,00 | 1,20 | 0,59 | 1,20 | 1,09 | 0,71 | 1,61 |
| 700 | 2,29 | 0,48 | 1,00 | 1,30 | 0,55 | 1,07 | 1,16 | 0,63 | 1,36 | 1,07 | 0,78 | 1,83 |
| 800 | 2,01 | 0,49 | 1,00 | 1,26 | 0,58 | 1,20 | 1,14 | 0,69 | 1,53 | 1,05 | 0,84 | 2,06 |
| 900 | 1,78 | 0,50 | 1,00 | 1,25 | 0,63 | 1,33 | 1,12 | 0,73 | 1,69 | 1,03 | 0,90 | 2,27 |
| 1000 | 1,61 | 0,50 | 1,00 | 1,23 | 0,67 | 1,45 | 1,11 | 0,78 | 1,86 | 1,01 | 0,95 | 2,49 |
| 1100 | 1,49 | 0,52 | 1,02 | 1,21 | 0,69 | 1,57 | 1,09 | 0,82 | 2,01 | 1,00 | 1,00 | 2,70 |
| 1200 | 1,46 | 0,54 | 1,09 | 1,19 | 0,73 | 1,69 | 1,09 | 0,87 | 2,17 | 0,99 | 1,05 | 2,91 |
| 1300 | 1,45 | 0,56 | 1,17 | 1,18 | 0,77 | 1,82 | 1,07 | 0,92 | 2,33 | 0,98 | 1,10 | 3,11 |
| 1400 | 1,44 | 0,60 | 1,25 | 1,16 | 0,79 | 1,93 | 1,06 | 0,95 | 2,48 | 0,96 | 1,15 | 3,31 |
| 1500 | 1,41 | 0,61 | 1,32 | 1,16 | 0,83 | 2,05 | 1,04 | 0,98 | 2,62 | 0,96 | 1,19 | 3,51 |
| 1600 | 1,40 | 0,63 | 1,40 | 1,14 | 0,86 | 2,16 | 1,03 | 1,01 | 2,76 | 0,96 | 1,23 | 3,71 |
| 1800 | 1,38 | 0,68 | 1,55 | 1,12 | 0,91 | 2,38 | 1,01 | 1,07 | 3,05 | 0,93 | 1,31 | 4,10 |
| 2000 | 1,35 | 0,71 | 1,68 | 1,10 | 0,96 | 2,60 | 1,00 | 1,15 | 3,35 | 0,91 | 1,39 | 4,49 |
| 2200 | 1,34 | 0,76 | 1,83 | 1,08 | 1,01 | 2,82 | 0,99 | 1,22 | 3,64 | 0,90 | 1,47 | 4,86 |
| 2400 | 1,32 | 0,79 | 1,97 | 1,07 | 1,06 | 3,04 | 0,97 | 1,26 | 3,90 | 0,89 | 1,54 | 5,23 |
| 2600 | 1,30 | 0,82 | 2,10 | 1,06 | 1,11 | 3,25 | 0,96 | 1,33 | 4,18 | 0,88 | 1,61 | 5,60 |
| 2800 | 1,29 | 0,86 | 2,25 | 1,05 | 1,16 | 3,47 | 0,95 | 1,39 | 4,46 | 0,87 | 1,67 | 5,96 |
| 3000 | 1,27 | 0,88 | 2,37 | 1,04 | 1,20 | 3,67 | 0,94 | 1,43 | 4,72 | 0,86 | 1,73 | 6,32 |
| 3200 | 1,25 | 0,90 | 2,50 | 1,03 | 1,25 | 3,89 | 0,93 | 1,49 | 5,00 | 0,85 | 1,80 | 6,68 |
| 3400 | 1,24 | 0,94 | 2,63 | 1,02 | 1,29 | 4,10 | 0,92 | 1,53 | 5,25 | 0,84 | 1,85 | 7,03 |
| 3600 | 1,23 | 0,97 | 2,76 | 1,01 | 1,32 | 4,29 | 0,91 | 1,56 | 5,49 | 0,84 | 1,91 | 7,38 |
| 3800 | 1,23 | 1,01 | 2,91 | 1,00 | 1,36 | 4,48 | 0,90 | 1,62 | 5,76 | 0,83 | 1,97 | 7,72 |
| 4000 | 1,22 | 1,03 | 3,03 | 1,00 | 1,42 | 4,71 | 0,90 | 1,68 | 6,03 | 0,82 | 2,02 | 8,06 |
*) J ≥ 1/d
Unter Gefälle versteht man nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] das "Verhältnis zwischen den vertikalen und horizontalen Projektionen eines Leitungsabschnittes".
Das Gefälle eines Abwasserkanals in seinem gesamten Verlauf bis zu einem Hauptsammler, einer Kläranlage oder einem Pumpwerk wird in der Regel so gewählt, daß die oberen Haltungen mit den kleineren Nennweiten und der geringeren Wasserführung mit stärkerem Gefälle verlegt werden als die mittleren und die unteren Haltungen, da in diesen Bereichen mit einem größeren und stetigeren Abfluß und damit auch mit einer größeren Schleppspannung des Abwassers gerechnet werden kann.
Nach [ATV95b] sind in den Anfangshaltungen der Abwasserkanäle daher Gefälle zwischen 3 ‰ bis 10 ‰, im mittleren Bereich von 2 ‰ bis 3 ‰ üblich. In den Endstrecken der Abwasserkanäle mit größeren Querschnitten ( Nebensammler, Hauptsammler usw.) werden Gefälle je nach den topographischen Verhältnissen mit 1 ‰ bis 2 ‰, teilweise noch weniger, gewählt.
Im Zusammenhang mit dem grabenlosen Leitungsbau kommt der Realisierung des in der Planung vorgegebenen Gefälles eine große Bedeutung zu. Dies wird sichergestellt, wenn das jeweils ausgewählte Verfahren die Einhaltung der in ATV-A 125 [ATVA125:1996] vorgegebenen nennweitengestaffelten, maximalen Abweichungen von der Solllage für Abwasserleitungen und -kanäle gewährleistet (Abschnitt 11).
Wesentliche Bestandteile der Entwässerungsnetze bilden neben den Kanälen die Bauwerke der Ortsentwässerung. Hierzu gehören nach ATV-DVWK-A 157 [ATVA157:2000] insbesondere die Schächte (vgl. DIN EN 476 [DINEN476:1997]), auf die nachfolgend näher eingegangen wird, aber auch Bauwerke zur Überwindung von Höhenunterschieden, Inspektionsöffnungen, Kreuzungsbauwerke, Regenüberlaufbauwerke, Einlaufbauwerke (Straßenabläufe), Auslauf- und Schieberbauwerke.
Unter Schacht versteht man nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] einen "Einstieg mit abnehmbarem Deckel, angebracht auf einer Abwasserleitung oder einem Abwasserkanal, um den Einstieg von Personen zu ermöglichen".
Schachttypen mit Abmessungen nach DIN EN 476 [DINEN476:1997]
Schächte werden nach DIN EN 476 [DINEN476:1997] auch als Einsteigschacht bezeichnet und wie folgt unterschieden (Bild 6.2.2.5.2-13) :
Einsteigschächte mit Zugang für Personal
"Einsteigschächte mit Zugang für Personal müssen für alle Instandhaltungsarbeiten am System geeignet sein. Die Nennweite muss DN/ID 1000 oder mehr, für Rechteckquerschnitte 750 x 1200 oder mehr und für elliptische Querschnitte 900 x 1100 oder mehr betragen" [DINEN476:1997].
Einsteigschächte mit gelegentlichem Zugang zur Reinigung und Inspektion:
"Einsteigschächte zum Einbringen von Reinigungsgerät, Inspektions- und Prüfausrüstung mit gelegentlicher Zugangsmöglichkeit für eine angegurtete Person müssen eine Nennweite von DN/ID 800 oder mehr, aber weniger als DN/ID 1000 haben" [DINEN476:1997].
Kontrollschächte:
"Kontrollschächte (Inspektionsöffnungen) mit einer Nennweite von weniger als DN/ID 800 erlauben nur das Einbringen von Reinigungsgerät, Inspektions- und Prüfausrüstung, aber nicht den Zugang für Personal" [DINEN476:1997].
Nach DIN EN 752-1 [DINEN752b] ist eine Inspektionsöffnung eine "Öffnung mit abnehmbarem Deckel, angebracht auf einer Abwasserleitung oder einem Abwasserkanal, die die Zugänglichkeit nur von der Oberfläche aus erlaubt, nicht jedoch den Einstieg von Personen gestattet".
Nach ATV-DVWK-A 157 [ATVA157:2000] dienen Schächte allgemein der "Be- und Entlüftung, Kontrolle und Reinigung der Kanäle. Sie werden angeordnet bei Änderung der Richtung (bei nichtbegehbaren Kanälen), des Querschnitts und des Gefälles, bei Einmündung von weiteren Kanälen sowie als Zwischenschächte in geraden Kanalstrecken."
In den (Bild 6.2.2.5.2-14) und (Bild 6.2.2.5.2-15) sind beispielhaft verschiedene Fertigteilschächte mit den Bezeichnungen der Einzelelemente dargestellt.
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Bild 6.2.2.5.2-14:
Prinzipskizze eines Schachtes mit vorgefertigtem Schachtunterteil und Schachtringen in Anlehnung an [DIN19549] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] 1 Sauberkeitsschicht, 2 Sohlenplatte <br> |
Bild 6.2.2.5.2-15:
Prinzipskizze eines Schachtes mit vor Ort hergestelltem Schachtunterteil in Anlehnung an [DIN19549] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] 1 Sauberkeitsschicht, 2 Sohlenplatte <br> |
An Stelle der einzelnen Fertigteile können Schächte auch monolithisch als ein Bauteil oder gemauert sowie in Ortbeton hergestellt werden.
Bei Abwasserleitungen und -kanälen mit Nennweiten ≥ DN 700 können die Schachtunterteile auch seitlich an Beton- und Stahlbetonrohre nach DIN 4032 [DIN4032:1981] oder DIN 4035 [DIN4035] angeformt werden (Bild 6.2.2.5.2-16) (Bild 6.2.2.5.2-17) (Bild 6.2.2.5.2-18).
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Bild 6.2.2.5.2-16:
Schächte mit seitlich angeordnetem Einstieg - Tangentialschacht mit einseitigem Auftritt [ATVA2411:1978] |
Bild 6.2.2.5.2-17:
Schächte mit seitlich angeordnetem Einstieg - Tangentialschacht ohne Auftritt (Regen- oder Entlastungskanäle) [ATVA2411:1978] |
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Bild 6.2.2.5.2-18:
Schächte mit seitlich angeordnetem Einstieg - Tangentialschacht mit Richtungsänderung [Stein98c] |
Bild 6.2.2.5.2-19:
Mögliche Lageabweichungen von Einsteigschächten |
Die Einbindung bzw. der Anschluss der Abwasserleitungen und -kanäle an den Schacht sollte gelenkig (Bild 6.2.2.5.2-19) ausgeführt werden und kann nach den in (Bild 6.2.2.5.2-20), (Bild 6.2.2.5.2-21), (Bild 6.2.2.5.2-22), (Bild 6.2.2.5.2-23), (Bild 6.2.2.5.2-24) und (Bild 6.2.2.5.2-25) am Beispiel der Rohrtypen für die offenen Bauweise dargestellten Möglichkeiten erfolgen.
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Bild 6.2.2.5.2-20:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Betonrohren [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-21:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Betonrohren (Variante) [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-22:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Faserzementrohren mit zwei Einbindemöglichkeiten [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
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Bild 6.2.2.5.2-23:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Gußrohren mit zwei Einbindemöglichkeiten [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-24:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Kunststoffrohren [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Bild 6.2.2.5.2-25:
Rohranschlüsse an Schächte in Anlehnung an [ATVA2411:1978] - Anschluß von Steinzeugrohren [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] |
Den oberen Abschluss eines Schachtes bildet die Schachtabdeckung. Sie besteht aus Rahmen, Schmutzfänger und Deckel. Die lichte Weite soll nach DIN EN 124 [DINEN124:1994] und DIN EN 476 [DINEN476:1997] ≥ 600 mm sein.
Der gegenseitige Abstand der Schächte, nachfolgend auch als Haltung bezeichnet, wird von den o.g. Aufgaben bestimmt.
Im ATV-DVWK-A 157 [ATVA157:2000] wird gefordert, dass "der Schachtabstand bei Kanälen aller Dimensionen in der Regel 100 m nicht überschreiten soll. Aus arbeitssicherheitstechnischen und betrieblichen Gesichtspunkten können jedoch unabhängig davon Schachtabstände < 100 m notwendig werden. Bei nichtbegehbaren Transportsammlern und insbesondere in ländlich strukturierten Gebieten können größere Schachtabstände gewählt werden, wenn den betrieblichen Belangen auf anderer Weise, wie z.B. durch Inspektionsöffnungen, entsprochen wird".
Aufgrund langjähriger Betriebserfahrungen haben die Kanalnetzbetreiber vieler Städte in der Bundesrepublik Deutschland eigene diesbezügliche Vorgaben oder Normalien für die Festlegung der Schachtabstände entwickelt. Eine Auswertung dieser betriebsinternen Vorschriften ergibt, dass die Vorgaben für die Schachtabstände bei nichtbegehbaren Kanälen 50 m bis 70 m betragen [ATVAG17398]
In [ATVAG17398] wird empfohlen, aus betrieblicher Sicht eine Haltungslänge von max. 70 m mit einer geradlinigen Trassierung und begehbaren Schächten anzusetzen.
Bei der Errichtung von Entwässerungssystemen in Wassergewinnungsgebieten sind zusätzliche Anforderungen bei der Planung und Ausführung zu beachten.
In der Wasserschutzzone II (engere Schutzzone, die sich bis zu einer Linie, von der aus das Grundwasser etwa 50 Tage bis zum Eintreffen in die Trinkwassergewinnungsanlage benötigt, erstreckt) (s. Kapitel 6 in [Stein98c]) ist das Durchleiten von Abwasser grundsätzlich nicht zulässig. Müssen jedoch Abwasserleitungen und -kanäle aufgrund zwingender örtlicher oder technischer Gegebenheiten in dieser Schutzzone erstellt werden, ist durch geeignete bauliche und betriebliche Maßnahmen der dauernde Schutz der Gewässer jederzeit sicherzustellen.
Dies kann, in Abhängigkeit vom ermittelten Gefährdungspotenzial, durch die in (Tabelle 6.2.2.5.2-3) dargestellten Maßnahmen erreicht werden.
Wahl des Ableitungssystems in Bezug auf das Gefährdungspotenzial [ATVA142:2000]
| Gefährdungspotenzial | Ableitungssystem |
|---|---|
| Sehr hoch |
|
| Hoch |
|
| Weniger hoch |
|
"Semidoppelwandige Rohre sind einwandige Rohre mit Hohlräumen in der Rohrwandung, die eine Lecküberwachung zulassen" (Abschnitt 2.1.2) [ATVA142:2000].
Da bei der Verlegung des Abwasserkanals im Wasserschutzgebiet die Eingriffe in den Untergrund zu minimieren sind, sollte diese nach ATV-A 142 [ATVA142:2000] deshalb grabenlos erfolgen.
Wann immer die örtlichen Verhältnisse es zulassen, sind Anschlusskanäle in Schachtbauwerken anzuschließen ("Berliner Bauweise") (Abschnitt 12.1).
Für Anschlüsse an Rohre und Schächte sind vorzugsweise vorgefertigte Anschlüsse oder Formstücke zu verwenden.
