IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 5/1999, Seite 56 ff.


REPORT


Volles Rohr

Dachentwässerung für große Hallen

Im Zuge der Modernisierung der Aker MTW Werft GmbH, Wismar, entstand auf dem vorhandenen Werftgelände die derzeit größte und modernste Kompaktwerft der Welt. Das Herz der Anlage ist die freitragende Dockhalle. Sie hat eine Spannweite von 155 m, eine Höhe von 72 m und eine Länge von 395 m. Die Entwässerung der rund 60.000 m2 Dachfläche der Halle wurde mittels Druckrohrströmung realisiert. Zum Einsatz kam Gußrohr in den Dimensionen DN 70 bis DN 300. Markus Sironi, Redakteur der IKZ-HAUSTECHNIK, überzeugte sich vor Ort von den gewaltigen Dimensionen und den fachlichen Ausführungen der Dachentwässerung dieses Großprojektes.

Bild 1: Ansicht von unten: Der HDE-Dachablauf aus Gußeisen und die HDE-Sammelleitung sind mit einer Begleitheizung versehen und wärmegedämmt.

Allgemeines

Die Dockhalle ist konzipiert als Trockendock. Hier werden komplette Schiffe montiert, d.h. zusammengeschweißt, ausgebaut und eingerichtet. Zur Seeseite hin wird die Halle durch ein Rolltor (71 m breit, 56 m hoch) verschlossen. Bei Bedarf kann das Dock geflutet werden. Schiffe können dann mit Schleppern herein- oder herausgezogen werden. Durch Zwischentore und -schotts kann die Halle in Sektionen unterteilt werden, so daß unterschiedliche Nutzungen möglich sind. Um auch größere Schiffe fertigen zu können, sind in dem Gebäude zahlreiche leistungsfähige Kräne vorhanden. Auffällig ist vor allem der Bockkran, der eine Spannweite von 143 m und eine Tragfähigkeit von 800 t besitzt. Er kann die gesamte Halle durchfahren.

Bild 2: Blick auf die Dachfläche. 79 HDE-Einläufe auf jeder Seite gewährleisten die Dachentwässerung. Links erkennbar sind die Sicherheitsüberläufe.

Bauphysikalische Anforderungen

Da insbesondere Schweißarbeiten in der Halle durchgeführt werden, muß ein ausreichender Luftwechsel bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten sichergestellt sein (thermische Behaglichkeit, Qualität der Schweißnähte). Auch an den Wärme- und Schallschutz sowie an das Beleuchtungssystem werden ebenso hohe Anforderungen gestellt. Auf Normen konnte, angesichts dieser Größenordnung, nur bedingt zurückgegriffen werden. Um die gewünschten Anforderungen dennoch erfüllen zu können, wurden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik spezielle licht-, schall-, wärme- und strömungstechnische Untersuchungen und Simulationen durchgeführt. Die Dach- und Fassadenkonstruktion und die Dimensionierung der Oberlichter und der Lüftung resultieren aus diesen Untersuchungen.

Bild 3: Um die großen Lasten der extrem langen Falleitung aufzunehmen, werden in regelmäßigen Abständen Fallrohrstützen eingesetzt. Die längskraftschlüssige Sicherung durch Befestigungskrallen fehlt hier noch.

Das Entwässerungssystem

Entwässert wird die Dachfläche mittels Druckrohrströmung (HDE-System). Bei diesem System werden die Regenwasserleitungen planmäßig mit Vollfüllung betrieben. Der Vorteil des vor rund 30 Jahren in Skandinavien entwickelten Systems liegt in der deutlich vergrößerten Ablaufleistung. So beträgt die planmäßige Ablaufleistung eines konventionellen Dacheinlaufes (DN 100) etwa 4 l/s. Die Ablaufleistung eines HDE-Einlaufes (DN 70) beträgt bis zu 10 l/s (neueste Entwicklungen ermöglichen Ablaufleistungen bis 15 l/s). Weiterer Vorteil des HDE-Systems: Für die Verlegung waagerechter Rohrleitungen ist kein Mindestgefälle erforderlich.

Projektdaten Kompaktwerft

Bauherr:

Aker MTW Werft GmbH Wismar

Bauzeit:

Nov. 1994-Okt. 1998

Baukosten:

600 Mio. DM

Projektant:

Ingenieurbüro für Bauwesen Dipl.-Ing. H. Vogelsang

Auftragnehmer:

ARGE Kompaktwerft MTW - II. BA bestehend aus den Firmen: PHILLIPP HOLZMANN AG, Dyckerhoff & Widmann AG, HOCHTIEF AG, ELBO Bau AG, IHT Grevesmühlen, Mitteldeutsche Stahlbau AG

Das HDE-System erfordert einen größeren Befestigungsaufwand für die Rohrleitungen. Dieser ist jedoch notwendig, da in bestimmten Situationen große dynamische Kräfte auftreten, die bei mangelhafter Befestigung zum Auseinandergleiten der Rohrleitungsverbindungen führen könnte. Die Ursache dieser Kräfte, sog. Pulsationen, liegt darin begründet, daß das Rohrsystem bei mäßiger Regenbelastung nur stoßweise mit Vollfüllung arbeitet und regelmäßig auch Luft in die Einläufe miteingesaugt wird. In Verbindung mit der großen Fließgeschwindigkeit bei Vollfüllung (bis max. 5 m/s) kann der Wechsel von Voll- zu Teilfüllung und umgekehrt zu Druckstößen führen. Diese Tatsache verdeutlicht die Notwendigkeit der exakten Projektierung und hydraulischen Berechnung des Entwässerungssystems.

Bild 4: Der Expansionspunkt, der Übergang von Voll- auf Teilfüllung, im Detail. Gut zu erkennen: Die Befestigungskrallen über den Rohrverbindern. Sie dienen der längskraftschlüssigen Sicherung der Rohrleitung.

Für die Entwässerung der Dockhalle wurden vom Planer 158 HDE-Einläufe (je 79 pro Seite) vorgegeben. Die Einläufe sind gedämmt und mit einer Begleitheizung ausgestattet. Jeweils zehn bzw. neun HDE-Einläufe DN 70 wurden unterhalb des Daches in eine Sammelleitung (DN 125) zusammengefaßt und über eine der 16 primären Falleitungen (DN 150) an hochliegende Sammelleitungen (in 25 bis 50 m Höhe) aus duktilem Gußeisen angeschlossen. Diese Sammelleitungen in den Dimensionen DN 250 und DN 300 führen das Regenwasser zu den Gebäudeecken hin in die sekundären Falleitungen (DN 300). Von diesen fließt das Wasser über die Grundleitung (DN 500) direkt ins Meer.

Bild 5: Eine der acht Falleitungen (DN 400) der Volkswerft Stralsund nach dem Expansionspunkt.

Insgesamt wurden etwa 2250 m Gußrohr in den Dimensionen DN 70 bis DN 300 eingebaut. Zum Unterschied: Bei herkömmlicher Dachentwässerung wären fast 350 Dacheinläufe DN 100 notwendig gewesen und auch die Anzahl der Falleitungen hätte sich vervielfacht.

Weiteres Großprojekt

Nordwestlich von Wismar, in Stralsund, befindet sich die Schiffsbaumontagehalle der Volkswerft Stralsund GmbH.

Einen Eindruck von den riesigen Dimensionen der Dockhalle in Wismar vermittelt dieses Bild.

Mit 300 m Länge, 110 m Breite und 65 m Höhe hat sie ebenfalls gewaltige Dimensionen. Auch die Dachfläche dieser Halle wird mittels Druckrohrströmung entwässert. 108 HDE-Abläufe DN 70 entwässern das Dach über acht Falleitungen DN 150 (vier pro Hallenseite). Jeweils 13 bzw. 14 Abläufe wurden unterhalb des Daches zusammengefaßt. Aufgrund der parallel zu der Halle verlegten Grundleitungen konnten hier die HDE-Falleitungen über Expansionsstrecken (siehe Bild 4) direkt an die Grundleitungen angeschlossen werden.


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