Die Rückstauebene stets im Blick

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• Gemäß DIN EN 12056 ist der Schutz gegen Rückstau von Ablaufstellen unterhalb der Rückstauebene keine Kann- sondern eine Muss-Bestimmung.
• Rückstauverschlüsse sind als Schutzvorrichtung nur in Ausnahmefällen zulässig. Ansonsten ist eine ­automatische Abwasserhebeanlage zu installieren.
• Regen-, Drainage- oder Oberflächenwasser, das ­außerhalb eines Gebäudes anfällt, darf einer Hebeanlage im Gebäude nicht zugeführt werden.

Die demografischen Veränderungen sind eindeutig: Die Gesellschaft altert und immer mehr Menschen leben allein. Die Zahl der Ein- und Zwei-Personen-Haushalte wächst – und damit nimmt der Flächenbedarf für Wohnungen stetig zu. Auch Kellerräume werden deshalb zu Wohnungen ausgebaut. Bei der Abwasserentsorgung aus dem Keller schreiben die DIN EN 12056-4 und DIN 1986-100 für Ablaufstellen unterhalb der Rückstauebene eine Rückstausicherung vor Abb.: 1.

Der Planer muss dabei stets die Rückstauebene im Blick behalten: Grundsätzlich ist die Lage der zu entsorgenden Objekte zur Rückstauebene maßgebend und nicht die Lage zum Kanal. Auch wenn der Kanal tiefer als die Entwässerungsobjekte liegt, ist eine Rückstausicherung erforderlich Abb.: 2.

Den Vorgaben liegt die Einsicht zugrunde, dass das Kanalnetz einer Stadt oder einer Gemeinde aus wirtschaftlichen Gründen nicht ­darauf ausgerichtet ist, jeden Starkregen (fällt innerhalb von 60 min 17,1 l/m² Regen, spricht der Meteorologe von Starkregen) sofort ab­leiten zu können. Die Rohre der Kanalisation müssten ansonsten sehr groß und unvertretbar teuer dimensioniert werden. Deshalb ist eine kurzzeitige Überlastung des Entwässerungsnetzes und damit ein Rückstau in die Grundstücksentwässerungsanlagen in Kauf zu nehmen – diese Absicherungsklausel nutzen alle Gemeinde- und Stadtwerke in ihren Entwässerungs­satzungen. Der Gebäudeeigentümer hat praktisch keine Chance, den Betreiber des öffentlichen Kanals in Regress zu nehmen. Auch ein Versicherungsschutz besteht in aller Regel nicht. Genauso kann es vorkommen, dass durch Fremdkörper, Rohrbruch oder Ausfall ­eines Pumpwerkes auch ohne Niederschläge ein Rückstau eintritt.

Zur Rückstausicherung gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten: Einbau eines Rückstauverschlusses oder einer Hebeanlage bzw. einer Pumpanlage im Schacht.

In Ausnahmefällen Rückstauverschluss

Der Einsatzbereich von Rückstauverschlüssen, der einfachsten Maßnahme, ist stark eingeschränkt. Die Regelungen in DIN EN 12056 sind eindeutig: Nur in Ausnahmefällen sind Rückstauverschlüsse zulässig:

• Bei Vorhandensein eines natürlichen ­Gefälles und nur für Räume untergeord­neter Nutzung darf Schmutzwasser aus Klosett- oder Urinalanlagen (fäkalienhaltiges Ab­wasser) über einen Rückstauverschluss ­abgeleitet werden. Dies gilt auch nur, wenn der Benutzerkreis der Anlagen klein ist und ihm ein WC oberhalb der ­Rückstauebene zur Verfügung steht.
• Schmutzwasser ohne Anteile aus Klosett­anlagen oder Urinalen (fäkalienfreies ­Abwasser) darf über einen Rückstauverschluss abgeleitet werden, wenn bei einem Rückstau auf die Benutzung der Ablauf­stellen verzichtet werden kann.

An Schutzvorrichtungen in Entwässerungsanlagen sind alle sechs Monate Wartungen gemäß DIN EN 12056-5 vorzunehmen: Dazu sind der Verschlussdeckel zu demontieren, die Bauteile zu reinigen und defekte Komponenten auszutauschen. Und es ist ein Rückstau zu simulieren, um die Dichtheit des Rückstauverschlusses prüfen zu können. Zudem ist die Funktion der Klappen bei zurückdrückendem Wasser zu prüfen.

Gebäude werden für die Nutzung über viele Jahrzehnte gebaut, die Verwendung der Räume kann sich in dieser Zeit aber deutlich ändern. Der Maßstab für Planer zur Abstimmung mit dem Bauherrn sollte deswegen nicht allein die zu planende Nutzung sein, sondern auch die Lage aller Räume und ihrer späteren Verwendungsmöglichkeiten.

Hebeanlage ist die sicherste Lösung

Gemäß DIN EN 12056 ist Schutz gegen Rückstau von Ablaufstellen unterhalb der Rückstauebene keine Kann- sondern eine Muss-Bestimmung. Der Rückstauschutz hat bis auf die genannten Ausnahmen durch eine automatische Abwasserhebeanlage zu erfolgen Abb.: 3. Für ihre Auslegung ist eine Reihe von Vorschriften sowohl hinsichtlich der Pumpentechnik als auch mit Blick auf die Installation zu beachten.

Beispielsweise muss der freie Durchgang der Pumpe mindestens 40 mm betragen (DIN EN 12050). Die Druckleitung ist mit einer Schleife über die örtliche Rückstauebene zu führen und grundsätzlich ist eine geprüfte Rückschlag­klappe in die Druckleitung einzubauen. Darf die Abwasserentsorgung nicht unterbrochen werden (Mehrfamilienhaus, gewerblich ge­nutzte Gebäude usw.), ist eine Doppelanlage mit automatisch zuschaltender Reservepumpe vorzusehen.

Was mitunter missachtet wird: Regen-, ­Drainage- oder Oberflächenwasser, das außerhalb eines Gebäudes unterhalb der Rückstau­ebene anfällt, muss (bei Flächen über 5 m²) auch mit einer Pumpstation außerhalb des ­Gebäudes entsorgt werden (DIN 1986-100) – Regenwasser darf also nicht in eine Hebeanlage innerhalb des Gebäudes eingeleitet ­werden (DIN EN 12056-4). Denn wird der Keller infolge einer überlasteten oder wegen Stromausfalls nicht funktionierenden hausinternen Hebeanlage geflutet, dürfte die Versicherung kritische Fragen stellen und eventuell Leistungen verweigern.

Nach DIN EN 12050-1 müssen Abwasserhebeanlagen über Dach entlüftet werden. Die Lüftungsleitung darf sowohl in die Haupt- als auch in die Sekundärlüftung eingeführt werden. Zur Belüftung von Abwasserhebeanlagen dürfen aber keine Belüftungsventile eingesetzt werden, da sowohl Be- wie auch Entlüftung sichergestellt sein müssen.

Als Druckleitungen für Hebeanlagen können alle Materialien/Rohrleitungen nach DIN 1986-4 eingesetzt werden, sofern die ­Rohrleitungen und deren Verbindungen ­mindestens dem Druck der Pumpe standhalten; die Verbindungen müssen zugfest ­ausgelegt sein. Alle Rohrleitungen sind so zu verlegen, dass diese von selbst leer laufen; eine Verengung in Fließrichtung ist nicht ­zulässig.

Auslegung einer Hebeanlage

Die zentrale Auslegungsgröße einer Hebanlage ist der Schmutzwasserzufluss (Q_s). Er ergibt sich aus den an die Hebeanlage angeschlossenen Entwässerungsobjekten und der Wahrscheinlichkeit ihrer gleichzeitigen Nutzung.

Q_sSchmutzwasserzufluss [l/s]

KAbflusskennzahl

DUAnschlusswert [l/s]

Q_eDauerabfluss [l/s]

Die Abflusskennzahl K Abb.: 5 berücksichtigt die Benutzungshäufigkeit der Entwässerungsobjekte. Der Anschlusswert DU Abb.: 4 ist ein Maß für den Entwässerungszufluss von einem Entwässerungsobjekt. Die Förderleistung der Einzelpumpe muss immer größer als der berechnete maximale Zufluss sein. Die zur Sicherheit einzuplanende Überschussleistung hängt von der Genauigkeit der Berechnung der Zuflussmenge ab.

In Gebäuden, in denen fäkalienhaltige Abwässer gefördert werden, wird die Mindest-Förderleistung der Pumpe durch die Selbstreinigungsfähigkeit der Druckleitung bestimmt. Die zur Selbstreinigung der Druckleitung erforderlichen Fließgeschwindigkeiten betragen: Vertikal 1 m/s (Empfehlung von Grundfos) und horizontal 0,7 m/s (innen und außen).

Um hohe Druckverluste und Geräusche im System zu vermeiden, darf die Fließgeschwindigkeit 2,3 m/s nicht überschreiten. In Abb.: 6 sind die maximal zulässigen Abflussmengen und die Mindestabflussmengen, bei denen die zur Selbstreinigung der Druckleitung erforderliche Fließgeschwindigkeit von 0,7 m/s erreicht wird, für verschiedene Rohrquerschnitte aufgeführt.

Die Rohrleitung sollte möglichst einfach und so gestaltet sein, dass sie kein Hindernis für Inspektionen, Reparatur- und Wartungsarbeiten darstellt. Auch die Zahl, der Typ und die Lage der Armaturen

• Absperrschieber und Rückschlagventile
• Bögen und Ausgleichsrohrverbindungen
• Flansche und Rohrverbindungen

an Druckrohrleitungen muss sorgfältig überlegt werden.

Die Druckleitung ist für optimale Betriebsbedingungen zunächst vertikal und dann horizontal zu verlegen. Der vertikale Teil wird über eine Armatur aus Absperrschieber und Rückschlagventil an die Pumpe angeschlossen. Bei Zweipumpen-Installationen werden die Pumpen über ein Hosenrohr mit der Druckrohrleitung verbunden. Auch hier muss für Wartungen jede Pumpe mit einem Absperrschieber und einem Rückschlagventil versehen sein. Eine unzureichende Planung kann unakzeptable Bastellösungen provozieren Abb.: 7.

Berechnung für ein Mehrfamilienhaus

In einem Mehrfamilienhaus liegen die Entwässerungsabläufe der unteren zwei Wohnungen (Ausstattung: jeweils ein Waschbecken, eine Dusche, eine Toilette mit 6 l Spülkasten, eine Küchenspüle, ein Geschirrspüler und eine Waschmaschine) unterhalb der Rückstauebene. Das Abwasser soll über eine gemeinsame Sammelleitung einer Hebeanlage zugeführt und entsorgt werden.

Daraus ergibt sich eine Summe aller Anschlusswerte von ΣDU = 11,4 l/s. Der Schmutzwasserzufluss aus allen Entwässerungsobjekten beträgt Q_s = 1,7 l/s bzw. Q_s = 6,1 m³/h. Die Hebeanlage (im Beispiel eine Multilift MD Abb.: 8) ist so zu wählen, dass ihr Förderstrom größer als die berechnete Schmutzwassermenge ist und die Selbstreinigungsfähigkeit der Druckleitung gewährleistet bleibt. Weiterhin ist auf einen ausreichend freien Durchgang durch die Druckleitung zu achten. Deshalb wird eine Rohrnennweite von DN 80 gewählt; dadurch ergibt sich bei einer Fließgeschwindigkeit von 0,7 m/s ein Mindest-Förderstrom der Pumpe von 12,6 m³/h und bei 1 m/s von 18 m³/h.

Die Förderhöhe H_ges ergibt sich aus den Druckverlusten in der geraden Rohrleitung H_V,R, den Armaturen und Einzelwiderständen ΣH_V,A sowie der Höhendifferenz H_geo zwischen dem Wasserspiegel in der Hebeanlage und dem höchsten Punkt der Druckleitung zuzüglich einem Sicherheitsabstand von 0,25 m (Rückstauschleife) zur Rückstauebene. Das Ausschaltniveau der Hebeanlage liegt auf einer Höhe von +5,1 m, die Hebehöhe (Straßen­niveau = Rückstauebene) beträgt +9,5 m. Somit gilt:

H_geo = (9,5 + 0,25 – 5,1) m = 4,65 m

In der Druckleitung sind drei 90°-Bögen mit H_V,A = 0,012 m, ein Absperrschieber mit H_V,A = 0,024 m und ein Hosenrohr (entspricht ≈ Bogen + T-Stück) mit H_V,A = 0,037 m zu berücksichtigen. Die Werte wurden für Q_s = 3,5 l/s aus einem Nomogramm entnommen. Damit ergibt sich:

ΣH_V,A = 0,097 m

Die Druckverluste in den Rückschlagklappen sind bereits in der Kennlinie der Multilift MD berücksichtigt, sie entfallen für diese Berechnung. Der spezifische Druckverlust in der Druckleitung ist für Q_s = 3,5 l/s mit 0,007 m/m (Wert aus Nomogramm) zu berechnen. Die Länge der Druckleitung beträgt 12,5 m. Für Q_s = 3,5 l/s und DN 80 folgt:

H_V,R = 0,007 · 12,5 m = 0,09 m

Die erforderliche Förderhöhe beträgt damit H_ges = 4,84 m. Bei Mehrfamilienhäusern ist aufgrund der Nutzungsart keine Unterbrechung in der Abwasserentsorgung erlaubt. Deshalb sind Hebeanlagen als Doppelpumpensysteme auszuführen. Mit dem Volumenstrom von Q_s = 3,5 l/s und einer Förderhöhe von H_ges = 4,84 m wird die Hebeanlage gewählt, hier eine Multilift MD 15.4.

DIN EN 12056 schreibt den Austausch des Abwasserinhaltes der Druckleitung bei jedem Pumpvorgang vor. Bei einem spezifischen Inhalt der DN-80-Druckleitung von etwa 5,0 l/m beträgt das Gesamtvolumen der 12,5 m langen Druckleitung 62,5 l. Für die untere Zulaufhöhe von 180 mm ergibt sich aus dem Datenblatt der Hebeanlage ein Schaltvolumen von 72 l. Es reicht somit aus, um den Inhalt der Druckleitung vollständig auszutauschen.

Wartung: Sicher ist sicher

Dauerhafte Sicherheit ist gerade in der Abwasserentsorgung untrennbar mit einer regelmäßigen Wartung verbunden. Daher fordert die DIN EN 12056-4, dass bei Fäkalienhebeanlagen in Einfamilienhäusern einmal jährlich, in Mehrfamilienhäusern zweimal jährlich und in gewerblichen Gebäuden viermal jährlich eine Wartung durch einen Fachkundigen vorgenommen werden muss.

Normen rund um Hebeanlagen

[1] DIN EN 12056 Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von ­Gebäuden – Teil 1: Allgemeine und Ausführungsanforderungen; Teil 2: Schmutzwasseranlagen, Planung und Berechnung; Teil 3: ­Dachentwässerung, Planung und Bemessung; Teil 4: Abwasserhebeanlagen; Planung und Bemessung; Teil 5: Installation und Prüfung, Anleitung für Betrieb, Wartung und Gebrauch. Berlin: Beuth Verlag, alle Teile Januar 2001

[2] DIN 1986-100 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Teil 100: Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056. Berlin: Beuth Verlag, Mai 2008

[3] DIN EN 752 Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden. ­Berlin: Beuth Verlag, April 2008

[4] DIN EN 1610 Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen. Berlin: Beuth Verlag, Oktober 1997

[5] DIN EN 12050 Abwasserhebeanlagen für die Gebäude- und ­Grundstücksentwässerung – Bau- und Prüfgrundsätze – Teil 1: ­Fäkalienhebeanlagen; Teil 2: Abwasserhebeanlagen für fäkalienfreies Abwasser; Teil 3: Fäkalienhebeanlagen zur begrenzten Verwendung; Teil 4: Rückflussverhinderer für fäkalienfreies und fäka­lienhaltiges Abwasser. Berlin: Beuth Verlag, alle Teile Mai 2001

ist bei Grundfos Vertriebs­repräsentant Gebäudetechnik in der Niederlassung Hannover, ­Telefon (0 51 39) 89 92 24 25, ­oheimann@grundfos.de, https://www.grundfos.com/de

Rückstausicherung in der Gebäudetechnik

Die Schadenstatistik spricht eine deutliche Sprache: Die Entwässerungsanlagen vieler Gebäude sind nicht oder nicht ausreichend gegen Rückstau gesichert. Oft passiert jahrelang nichts. Doch steigt nur einmal der Abwasserspiegel in der Kanalisation durch einen Starkregen oder eine Verstopfung, können tiefer liegende Räume über ihre eigenen Entwässerungsgegenstände geflutet werden. Die Beseitigung der Schäden ist kostspielig. Welcher Eigentümer lebt schon gerne mit diesem Risiko? Die Aufklärung lohnt sich also.

Im November erläutern die Gentner-Webinare, welche Rückstausicherungen nach DIN EN 12056 möglich sind, wie der Transport von Abwasser mit Tauchmotorpumpen und die Rückstausicherung mit Hebeanlagen nach DIN EN 12050 erfolgen und vermittelt Tipps und Tricks zur fachgerechten Planung und Installation von Rückstausicherungen. TGA Fachplaner bietet Ihnen dazu zwei Termine an:

• 11. November 2010, 17.00 Uhr
• 25. November 2010, 19.00 Uhr

Die kostenlosen Webinare dauern etwa 60 Minuten. In einem anschließenden Chat (ca. 15 Minuten) beantwortet der Referent Fragen, die von den Teilnehmern während des Webinars eingereicht worden sind. Zusätzlich erhalten sie im Nachgang eine Zusammenfassung aller Fragen und Antworten. Zur Teilnahme benötigen Sie lediglich einen PC mit Internetanschluss, Lautsprecher oder Kopfhörer und den kostenlos verfügbaren Adobe Flash Player (einen Download-Link finden Sie auf der Webseite des Webinars).

Der Gentner Verlag bietet unter Federführung seiner Fachzeitschriften Gebäude-Energieberater, SBZ und TGA Fachplaner seit 2010 kostenlose Webinare zur professionellen Online-Fortbildung zusammen mit den Industriepartnern Honeywell und Grundfos an. Gestartet ist das Angebot mit Webinaren zur „KfW-Sonderförderung 431“, zum „Gebäudemanagement“ und zum „Störungsfreien Betrieb von Heizungsanlagen“. Über 1300 Teilnehmer informierten sich auf den ersten zehn Veranstaltungen und haben die Möglichkeit, Fragen per Chat zu stellen, sehr rege wahrgenommen.

https://www.gentner.de/webinare

Einbau einer Fäkalien­hebeanlage

Für den fachgerechten Einbau einer Fäkalienhebean­lage ist nach DIN EN 12056-4 Folgendes zu beachten:

• Aufstellung in einem ausreichend beleuchteten und belüfteten Raum mit 60 cm Freiraum für alle zu wartenden und zu bedienenden Teile
• für die Raumentwässerung ist ein Pumpensumpf ­vorzusehen
• alle Rohranschlüsse müssen flexibel und ­schalldämmend ausgeführt werden
• Hebeanlagen sind grundsätzlich gegen Auftrieb zu sichern
• die Druckleitung ist grundsätzlich mit Bogen ­mindestens 25 cm über die örtliche Rückstauebene zu führen
• ab Druckleitung DN 80 ist im Druckabgang ein Ab-sperrschieber zu installieren; im Zulauf grundsätzlich
• Oberflächenwasser darf nicht in eine ­Hebeanlage im Gebäude eingeleitet werden; Bei Ableitungs­bedarf muss eine eigene Pumpstation außerhalb des Gebäudes errichtet ­werden
• Fäkalienhebeanlagen sind mit einer DIN/ENgeprüften Rückschlagklappe auszustatten
• das Druckleitungsvolumen über der Rückschlag­klappe bis zur Rückstauebene muss kleiner sein als das Pumpvolumen
• eine Fäkalienhebeanlage muss generell über Dach ­gelüftet werden. Die Lüftungsleitung als Nebenlüftung in eine Hauptlüftung ­einzuleiten ist zulässig
• mit Einleitung der Druckleitung in eine ­Sammelleitung ist ab der Einleitungsstelle die Sammelleitung mit einem Füllungsgrad h/d = 0,7 zu bemessen
• die Steuerung der Anlage muss überflutungssicher angebracht sein und eine Alarmmeldeeinrichtung enthalten
• eine Handmembranpumpe dient zur einfachen ­manuellen Entleerung im Störungsfall