Fahrstuhl nach oben
Entwässerungsmanagement von Gebäuden mit Abwasserhebeanlagen: Ein Rückfluss aus dem Kanal muss unbedingt verhindert werden
Das Thema „Abwasserhebeanlage“ ist eng mit dem Thema „Rückstausicherung“ verbunden. Denn die Hebeanlage entsorgt Schmutz- bzw. Abwasser, das im Keller unterhalb der Rückstauebene anfällt. Die dort integrierte Rückstausicherung verhindert, dass Wasser in den Keller zurückkehrt.
Auch dieser Sommer hat gezeigt: Starkregen sind keine Ausnahmeerscheinung. In solchen Fällen ist eine kurzzeitige Überlastung des Entwässerungsnetzes und damit ein Rückstau in die Grundstücksentwässerungsanlagen in Kauf zu nehmen – diese Absicherung nutzen alle Versorger in ihren Entwässerungssatzungen. Der Hausbesitzer muss selbst Vorsorge treffen.
Die dazu vorhandenen Vorschriften gemäß DIN 1986-100 und DIN EN 12056 sind sehr klar, wie Grundfos betont: Der Schutz gegen Rückstau von Ablaufstellen unterhalb der Rückstauebene ist keine Kann- sondern eine Muss-Bestimmung. Automatisch arbeitende Abwasserhebeanlagen mit Rückstauschleife sind die Regel (aktive Rückstausicherungen), wenn
- die Räume, die durch die Abwasserhebeanlage entsorgt werden, von Bedeutung sind,
- die Zahl der Benutzer unterhalb der Rückstauebene groß ist,
- den Benutzern unterhalb der Rückstauebene kein WC oberhalb der Rücklaufschleife zur Verfügung steht.
Nur unter bestimmten Voraussetzungen können Rückstauverschlüsse verwendet werden (passive Rückstausicherungen). Laut ACO sind dafür u. a. diese Kriterien erforderlich:
- das Abwasser muss im natürlichen Gefälle abgeführt werden können,
- die Räume müssen von untergeordneter Nutzung sein,
- der Benutzerkreis muss klein sein,
- es muss für den Benutzerkreis ein WC oberhalb der Rückstauebene zur Verfügung stehen.
Für die Auslegung der Abwasserhebeanlage sind dann Vorgaben sowohl hinsichtlich der Pumpentechnik als auch mit Blick auf die Installation zu beachten. Beispielsweise muss der freie Durchgang der Pumpe mindestens 40 mm betragen. Die Druckleitung ist mit einer Schleife über die örtliche Rückstauebene zu führen. Eine Mindestfließgeschwindigkeit von 0,7 m/s ist empfehlenswert, um Ablagerungen vorzubeugen und ein daraus resultierendes Zusetzen der Druckleitung zu vermeiden. 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: Oberflächenwasser, das außerhalb eines Gebäudes anfällt, muss mit einer außerhalb des Gebäudes aufgestellten Pumpstation entsorgt werden. Regenwasser darf also nicht in eine Hebeanlage innerhalb des Gebäudes eingeleitet werden.
Anmerkung: Unter dem Aspekt der zunehmenden Starkregenfälle sollte diese Vorgabe auch beachtet werden. Denn wird der Keller infolge einer überlasteten oder wegen Stromausfalls nicht funktionsfähigen hausinternen Hebeanlage überschwemmt, dürfte die Versicherung kritische Fragen stellen und eventuell Leistungen verweigern.
Souterrainwohnung mit Bad und Küche
Wird eine komplette Souterrainwohnung eingerichtet, so geht es um die Entwässerung des angeschlossenen Bades inklusive Toilette sowie der Ablaufstellen aus der Küche. In diesem Fall ist eine Hebeanlage nach DIN EN 12050-1 zu installieren. Anlagen dieser Bauart verfügen über einen Sammelbehälter (z. B. 20 l), der bei kurzfristigem Stromausfall als Puffer genutzt werden kann und dabei das Volumen mehrerer Toilettenspülungen aufnimmt. Hier gibt es keine speziellen Einschränkungen im Hinblick auf die möglichen Anschlussgegenstände. Jedoch empfiehlt Jung Pumpen – wie im Grunde in allen Einsatzfällen einer Hebeanlage – eine hydraulische Berechnung vorzunehmen, über die der Pumpentyp, das notwendige Stauvolumen und die Rohrleitung bemessen werden.
Die Abwasserhebeanlagen müssen über Dach be- und entlüftet werden. Bei einer Förderleistung der Hebeanlage von bis zu 12 l/s muss der Durchmesser der Lüftungsleitung mindestens DN 50 betragen. Bei einer Förderleistung von mehr als 12 l/s muss der Durchmesser mindestens DN 70 betragen. Achtung: Die Aufgabe der Be- und Entlüftungsleitung von Hebeanlagen wird oft unterschätzt. Werden zu kleine Leitungsdurchmesser verlegt, können Geruchsverschlüsse der Sanitäreinheiten leer gesaugt werden oder es kommt zu Funktionsstörungen der Steuerungen.
Hebeanlagen, die unter die DIN EN 12050-2 fallen, sind für fäkalienfreies Abwasser zugelassen. Hebeanlagen „zur begrenzten Verwendung“ (oft als Kleinhebeanlagen bezeichnet) fallen unter die DIN EN 12050-3. Hier gilt: Es darf nur ein kleiner Benutzerkreis auf die Anlage angewiesen sein und es muss ihm ein WC oberhalb der Rückstauebene zusätzlich zur Verfügung stehen. Die Hebeanlage muss direkt hinter oder neben dem WC montiert werden. Die Spülwassermenge der Toilette sollte 6 bis 9 l nicht unterschreiten. Homa rät: Eine im Spülkasten vorhandene Spartaste sollte außer Funktion gesetzt werden. Querschnittsverengende Formteile sind nicht zulässig, um eine optimale Förderleistung der Anlage zu gewährleisten.
SFA Sanibroy ergänzt diese Info: Einer der wichtigsten Punkte, um ein reibungsloses Arbeiten einer Anlage mit Schneidwerk zu gewährleisten, ist nicht nur die fach- und normgerechte Montage des Hebewerks sowie der zugehörigen Leitungen. Hierzu gehört auch die Aufklärung des Benutzers zur Handhabe und Pflege seiner Hebeanlage.
Grundfos offeriert mit seiner „Sololift2“-Baureihe drei Anlagen für die begrenzte Verwendung (DIN EN 12050-3)
und zwei Anlagen ausschließlich für Grauwasser gemäß DIN EN 12050-2. Die Schwarzwasserausführungen können je nach Modell ein WC und bis zu drei zusätzliche Entwässerungsgegenstände entwässern, beispielsweise Waschtisch, Bidet oder Urinal.
Statt einer klassischen Hebeanlage bietet Kessel bei Gefälle zum Kanal die Hybrid-Hebeanlage „Ecolift“ an: Im Normalbetrieb fließt das Abwasser mit dem natürlichen Gefälle in den Kanal. Nur bei Rückstau pumpt „Ecolift“ das anfallende Abwasser über eine Druckleitung wie bei einer klassischen Hebeanlage mit Rückstauschleife in den Kanal. Kessel weist darauf hin, dass aufgrund des seltenen Pumpenbetriebs die Betreiber nicht nur Strom sparen, sondern auch Wartungskosten aufgrund der geringeren Abnutzung der Verschleißteile. Und Pumpgeräusche entstehen nur im Rückstaufall.
Eine nahezu unsichtbare Installation verbindet Jung Pumpen mit dem Unterflurbehälter „Baufix 200“. Er verspricht eine saubere und geruchsfreie Abwasserentsorgung, ist ohne Einschalarbeiten in die Betonsohle einzusetzen und verfügt über 240 l Stauvolumen. Eine Dichtmanschette realisiert die Anbindung an die bauseitige Dünnbettabdichtung. Die stufenlos drehbare und höhenverstellbare Abdeckung gleicht die später aufgetragenen Boden- und Estrichbeläge aus.
Lösungen für die Altbausanierung
Bei der Altbausanierung stehen maßgeschneiderte Lösungen im Fokus. Hier trifft der Planer bzw. der Installateur auf Herausforderungen, die mit Angeboten von der Stange nur bedingt lösbar sind: beengte Verhältnisse, mehrere bestehende Zuläufe, die an die geplante Hebeanlage angepasst werden müssen. Insbesondere in Hotels und Gastronomiebetrieben kommt es auch auf die optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Fläche an. Wenn noch weitere technische Anlagen wie Fettabscheider hinzukommen, wird der vorhandene Platz schnell knapp.
In beengten Einbausituationen komme es auf jeden Zentimeter an, weiß Spechtenhauser Pumpen. Mit einer kundenspezifisch gefertigten Hebeanlage habe der Installateur die Möglichkeit, sowohl die engen Platzverhältnisse als auch die oft wahllos aus der Wand herausschauenden Anschlussleitungen zu berücksichtigen. Das klingt gut – aber wie bringt man die gerade in der Gastronomie wichtigen großen Nutzvolumina überhaupt durch die engen Türen und Treppenabgänge? Auch für diese Aufgabe hat das Unternehmen ein eigenes Konzept: Die im Werk vorgefertigten Anlagen der Baureihe „Hebestar“ werden zerlegt und vor Ort wieder aufgebaut und neu verschweißt.
Lösungen für den Objektbau
Gerade Betreiber von großen Gebäudekomplexen wie Krankenhäuser, Hotels, Einkaufszentren, öffentliche Gebäude und Industrieverwaltungen können im Grunde nie exakt voraussagen, welche Schmutz- und Abwassermengen tatsächlich anfallen werden. Nicht selten wechselt auch der Bestimmungszweck eines solchen Gebäudes, was das Abwasservolumen mitunter drastisch verändert.
Ist also von einem „unkontrollierbaren Zufluss“ auszugehen, ist eine Doppelanlage die Technik der Wahl. Diese Doppelanlagen verfügen über zwei Pumpen, die wechselseitig schalten, sodass beide Pumpen intermittierend in Betrieb sind. Damit unterliegen beide Pumpen auch einem gleichmäßigen Verschleiß. Aber Achtung, so Jung Pumpen: „Bei Zuschaltung der zweiten Pumpe und dem Betrieb über eine gemeinsame Druckrohrleitung wird nicht die doppelte Fördermenge entsorgt.“ Denn weil mit steigender Menge auch die Reibungsverluste im Rohrleitungssystem stiegen, werde hier abhängig von der Anlage nur eine geringere Fördermenge als die doppelte erreicht.
Abwässer aus öffentlich zugänglichen Sanitärräumen – beispielsweise in Krankenhäusern, Einkaufszentren, Hotels oder Bahnhöfen – fördern bisweilen Dinge zu Tage, die Pumpen bis zum Systemausfall führen können. Dafür hat Wilo das Feststoff-Trennsystem „EMUport Core“ entwickelt: Es teilt das Abwasser in Feststoffe und vorgereinigtes Abwasser – größere Feststoffe müssen mit dieser technischen Lösung nicht durch die Pumpenhydraulik transportiert werden. Während die gröberen Partikel in den Feststoff-Trennbehältern gesammelt werden, fließt das vorgereinigte Abwasser rückwärts durch die Pumpe in einen Sammeltank. Die Pumpen sind aus Hygienegründen trocken aufgestellt, erfüllen dennoch vorsorglich die Schutzart IP 68 (dauerhaft tauchbar). Man weiß ja nie, wann ein Starkregen massiv zuschlägt...
Brennwertheizung mit Kondensat-Hebeanlage
Das Kondensat einer Gas- oder Öl-Brennwertheizung ist wegen der im Abgas enthaltenen Verbindungen (Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Schwefeloxide, Stickoxide, Chlorwasserstoff) ein recht saures Gemisch. Dieses muss mit speziell dafür entwickelten Kondensat-Hebeanlagen entsorgt werden.
Grundfos offeriert Kondensat-Hebeanlagen der Baureihe „Conlift“. Die medienberührten Anlagenteile bestehen aus Polypropylen (PP), das Laufrad aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), die Edelstahlwelle erhält eine spezielle Beschichtung. Bei allen Modellen ist der Motor um 180° drehbar, um die Installation flexibel zu gestaltet.
Auch die vier Zuläufe in jeder Richtung dienen einer vereinfachten Installation.
Hebeanlagen der Baureihe „Plavis“ von Wilo sind mit einem hocheffizienten Gleichstrommotor ausgestattet. Dadurch erreicht der Anbieter eine hohe Leistung mit geringer Lautstärke „von unter 40 dB(A)“ und niedrigem Stromverbrauch.
Pumpstation außerhalb des Gebäudes
In Anwendungsfällen, bei denen eine Installation im Gebäude nicht möglich ist, kommen Fertigpumpstationen zum Einsatz. Sie werden außerhalb des Gebäudes ins Erdreich eingebracht. Dort sammeln sie das anfallende Abwasser und befördern es ins Kanalsystem. Aus wirtschaftlichen Gründen werden hier zumeist Pumpen mit Schneidwerk eingesetzt – eine Grundvoraussetzung für die Förderung durch kleindimensionierte (ab DN 40) und lange Rohrleitungen.
Abwasser-Pumpstationen mit Kunststoffschacht können die Einbaukosten reduzieren und je nach Baustellensituation den Einsatz eines Autokrans erübrigen. Einmal im Erdreich eingebaut, ist der Behälter jahrzehntelang mechanischer Beanspruchung durch Erddruck und andere Belastungen ausgesetzt – insbesondere der Auftriebskraft, die vom Grundwasserstand abhängt. Bei KSB wurde die Entwicklung einer neuen Pumpstation durch ein rechnerisches Analyse- und Simulationsverfahren begleitet, mit dem sich die Auswirkungen der im Erdreich auftretenden Belastungen vorausberechnen lassen. Nach bestandenem Prüfverfahren hat der TÜV Rheinland der Pumpstation „CK 800“ ein Prüfsiegel erteilt.
SFA Sanibroy ist für Klein-Hebeanlagen bekannt – und trägt diese Kompetenz jetzt auch vor die Tür: Mit der Produktreihe „Sanifos“ offeriert das Unternehmen Hebeanlagen zum Einbau im Erdreich für die zentrale Entwässerung kompletter Objekte. Durchgängig mit der neu konzipierten Hochleistungspumpe „Sanipump“ ausgestattet, kann der Planer und Installateur unter mehreren Tankgrößen (110 bis 500 l) und den möglichen Anschlüssen wählen (von DN 40 bis DN 125).
Wartung von Hebeanlagen: Der Fachmann ist gefragt
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. Jeder Installateur sollte seine Kunden dringend auf den Abschluss eines Wartungsvertrages hinweisen.
Sinnvoll sind auch „Selbsthilfefunktionen“. Grundfos beispielsweise hat seine Schwarzwasseranlage „Sololift2 WC-3“ mit einer Deblockierfunktion ausgestattet: Bei einer Störung lässt sich die Motorwelle ohne Öffnen der Anlage einfach von außen mit einem Schraubendreher hin und her bewegen. Mit dieser ersten Maßnahme kann sich auch der Anlagenbetreiber helfen, das erspart dem Installateur dringende Wartungseinsätze unter Termindruck.
Fazit
Es ist dringend zu empfehlen, Abwasserhebeanlagen nicht zu knapp zu bemessen: Nutzvolumen, Leitungs-durchmesser, Kugeldurchgänge und Motorleistungen sollten genau gewählt werden. Die Kunden werden dies dem Planer und dem Installateur danken, auch wenn etwas höhere Installationskosten anfallen. Kaum etwas ist so unangenehm wie der Ausfall einer Abwasseranlage.
Autor: Hans-Jürgen Bittermann, freier Journalist