Fachgerecht geplant und ausgeführt

Bei unzureichender Selbstreinigungsfähigkeit muss erfahrungsgemäß mit Ablagerungen im Entwässerungssystem gerechnet werden. Diese führen zu Abfluss- und Lüftungsbehinderungen und letztlich zu Funktionsstörungen in der Entwässerungsanlage. Neben einer normgerechten Planung und Ausführung der abwasserführenden Leitungen ist die ausreichende Be- und Entlüftung der Gebäudeentwässerung von entscheidender Bedeutung. Bei Schmutz- und Mischwassersystemen erfolgt die Be- und Entlüftung über Lüftungsleitungen. Hierbei stellen sie die Verbindung zwischen der Abwasserleitung und der Atmosphäre her, um einen Druckausgleich und das Entweichen von Gasen zu ermöglichen.
Der beim Abfließen von Schmutzwasser entstehende Unterdruck muss durch nachströmende Luft ausgeglichen werden, um das Leersaugen der Geruchverschlüsse zu verhindern. Dazu ist im Belastungsfall eine ungehinderte Luftführung innerhalb des Rohrsystems erforderlich. Durch Messungen konnte nachgewiesen werden, dass der erforderliche Luftvolumenstrom das 10- bis 35-fache des Wasservolumenstroms betragen kann.
Zudem müssen die in öffentlichen Abwasserkanälen entstehenden hochtoxischen Faulgase sicher aus dem Entwässerungssystem abgeführt werden. Dies erfolgt größtenteils ebenfalls über die Lüftungsleitungen der Gebäude- und Grundstücksentwässerungsanlagen. Somit dienen sie der Entlüftung der öffentlichen Abwasserkanäle. Dies trägt zum vorbeugenden Korrosionsschutz in öffentlichen Abwassernetzen bei und schützt Service-Personal bei Wartungsarbeiten im Kanalsystem. Zur Sicherstellung dieser Aspekte dürfen laut DIN 1986-100, Abschnitt 6.5.1 die Be- und Entlüftung einer Schmutz- oder Mischwasserleitung zwischen dem öffentlichen Abwasserkanal und der Lüftungsöffnung über Dach nicht durch Einbauten - z. B. Geruchverschlüsse - unterbrochen werden.

Die Lüftungssysteme im Überblick

In den Entwässerungsnormen DIN EN 12056 und DIN 1986-100 wird zwischen folgenden Lüftungssystemen unterschieden:

Hauptlüftung

Unter Hauptlüftung versteht man den Leitungsabschnitt, der vom obersten Anschluss an die Fallleitung bis über Dach verläuft. Dieser Leitungsteil führt kein Abwasser und muss in der gleichen Nennweite wie die Fallleitung ausgeführt werden.

Direkte Nebenlüftung

Bei der direkten Nebenlüftung wird die Fallleitung durch eine parallel verlaufende Lüftungsleitung von ihren Lüftungsaufgaben entlastet. Die parallel verlaufende Lüftungsleitung ist in jedem Geschoss mit der Fallleitung verbunden. Dieses Lüftungssystem ist geeignet für Fallleitungen mit kurzen Einzel- bzw. Sammelanschlussleitungen.

Indirekte Nebenlüftung

Eine indirekte Nebenlüftung ist im Ansatz bereits gegeben, wenn lange Anschlussleitungen vorhanden sind. Hierbei handelt es sich um eine zusätzliche Lüftung der Anschlussleitungen durch eine Lüftungsleitung über Dach oder Rückführung an die Hauptlüftung.

Umlüftung

Unter Umlüftung versteht man eine Lüftungsleitung, die eine Einzel- bzw. Sammelanschlussleitung zusätzlich lüftet. Sie kann an die zugehörige oder eine andere Fallleitung angeschlossen werden.

Ausführung von Lüftungsleitungen

Die wichtigsten Anforderungen zur Ausführung von Lüftungsleitungen sind im Abschnitt 6.5 der DIN 1986-100 zusammengefasst. Grundsätzlich gilt in Deutschland, dass jede Fallleitung über Dach geführt werden muss. In Anlagen ohne Fallleitungen muss für die Be- und Entlüftung der Grund- bzw. Sammelleitungen mindestens eine Lüftungsleitung DN 70 über Dach geführt werden. Innerhalb der so belüfteten Leitungen sind die Anforderungen für Einzel- und Sammelanschlussleitungen einzuhalten. Diese gelten insbesondere bei größeren eingeschossigen Gebäuden, wie Einkaufszentren oder Montagehallen, bei denen keine Schmutzwasser-Fallleitungen notwendig sind.
Lüftungsleitungen sind möglichst geradlinig und lotrecht zu führen. Verzüge von Lüftungsleitungen müssen mit ausreichendem Gefälle verlegt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Umlenkungen mit 45°-Bögen auszuführen sind. Längere Verzüge sollten vermieden werden.
Mündet eine Lüftungsleitung in der Nähe von Aufenthaltsräumen, so ist sie mindestens 1 m über den Fenstersturz hochzuführen oder so zu verlegen, dass sie mindestens 2 m seitlich der Fensteröffnung liegt. Diese Maßnahme hat sich seit Jahrzehnten zur Verhinderung von Geruchsbelästigungen in der Praxis bewährt.
Zur besseren Be- und Entlüftung von Entwässerungsanlagen sind die Endrohre von Lüftungsleitungen über Dach vorzugsweise nach oben offen auszuführen. Abdeckungen dürfen eingesetzt werden, wenn die Luftströmung nicht mehr als 90° umgelenkt wird und gleichzeitig der Austrittsquerschnitt mindestens dem 1,5-fachen des Querschnittes der Lüftungsleitung entspricht.
Lüftungsleitungen dürfen oberhalb der höchstgelegenen Anschlussleitung unter einem Winkel von 45° zusammengeführt werden. Das Zusammenführen zu Sammellüftungen wird in der Praxis häufig vorgenommen. Hierbei muss jedoch unbedingt darauf geachtet werden, dass die Leitungsquerschnitte der Sammellüftungen gemäß DIN 1986-100 bemessen sind.

• Maximale Verzugslänge bestimmen

In der DIN 1986-100 befinden sich keine Einschränkungen bezüglich der maximalen Verzugslängen von Lüftungsleitungen. Durch besonders lange Verzugsleitungen wird die Be- und Entlüftung der Anlage aber beeinträchtigt, da die Reibungswiderstände für die Lüftungsgase zu groß werden und der Auftrieb durch den Gewichtsunterschied nicht mehr ausreicht. Es kann folgende Faustformel zur Bestimmung der maximalen Verzugslänge angewandt werden:
Max. Verzugslänge in Meter = Auftriebshöhe in Meter x 1,2
Hinweise: Die Auftriebshöhe entspricht dem Höhenunterschied zwischen dem Grundleitungsanschluss und Oberkante Lüftungsendrohr auf dem Dach. Gemäß DIN 1986-100, Abschnitt 6.5.1 sollten längere Verziehungen von Lüftungsleitungen vermieden werden. Eine maximale Verzugslänge von 20 m sollte u.E. nicht überschritten werden.

• Belüftungsventile nur bedingt einsetzbar

Gemäß DIN EN 12056-2 sind Belüftungsventile ohne wesentliche Einschränkungen zugelassen, wobei die Möglichkeit besteht, den Einsatz national zu regeln. Grundsätzlich gilt in Deutschland, dass jede Schmutzwasser-Fallleitung als Lüftungsleitung über Dach geführt werden muss. Nach DIN 1986-100, Abschnitt 6.5.5 dürfen in der Bundesrepublik Belüftungsventile in Entwässerungsanlagen mit dem Hauptlüftungssystem nur als:

• Ersatz für Umlüftungsleitungen,
• Ersatz für indirekte Nebenlüftungen,
• Hauptlüftung bei Ein- und Zweifamilienhäusern oder entwässerungstechnisch vergleichbarer Nutzungseinheiten, wenn mindestens eine Fallleitung als Lüftungsleitung über Dach geführt wird (In diesem Fall ist die Fallleitung mit der größten Nennweite über Dach zu be- und entlüften),
• Einzelbelüftung von Entwässerungsgegenständen mit Abflussstörungen bei bestehenden Anlagen eingesetzt werden.

Hinweis: Die Einschränkungen sind notwendig, weil Belüftungsventile für keine Entlüftung sorgen. Eine ausreichende Be- und Entlüftung der Entwässerungsanlagen ist aber eine der grundsätzlichen Anforderungen, um erhöhte Gasemissionen durch Faulgasbildung zu vermeiden. Diese Maßnahmen dienen u. a. dem Schutz des in der öffentlichen Kanalisation arbeitenden Service-Personals und dem vorbeugenden Korrosionsschutz der öffentlichen Abwasseranlagen. Belüftungsventile müssen falls sie eingesetzt werden
der DIN EN 12380 "Belüftungsventile für Entwässerungssysteme - Anforderungen, Prüfverfahren und Konformitätsbewertung" entsprechen. Aufgrund oben genannter Problematik sollten Entwässerungssysteme nach Möglichkeit so geplant werden, dass auf Belüftungsventile verzichtet werden kann.

Lüftung von Abwasserhebeanlagen

Gemäß DIN 1986-100, Abschnitt 6.5.3 müssen Fäkalienhebeanlagen nach DIN EN 12050-1 über Dach be- und entlüftet werden. Beim Zulaufvorgang in den Sammelbehälter ist eine ausreichende Entlüftung erforderlich. Ansonsten besteht die Gefahr, dass es durch einen nicht ungehinderten Zulauf in den Sammelbehälter zu Störungen im Ablaufverhalten von angeschlossenen Entwässerungsgegenständen kommt. Beim Entleeren des Sammelbehälters (Pumpvorgang) ist eine ausreichende Belüftung erforderlich.
Schmutzwasserhebeanlagen nach DIN EN 12050-2 müssen ebenfalls über Dach be- und entlüftet werden, sofern sie geruchsdicht verschlossen werden. Hebeanlagen zur begrenzten Verwendung nach DIN EN 12050-3 sind zu lüften. Hierbei sind unbedingt die Herstellerangaben zu beachten. Lüftungsleitungen von Hebeanlagen dürfen sowohl an Hauptlüftungs- sowie an Sekundärlüftungsleitungen angeschlossen werden, nicht jedoch an Fallleitungen.
Hinweis: Nach DIN EN 12056-4, Abschnitt 5.3 darf die Lüftung von Hebeanlagen nicht mit der zulaufseitigen Lüftungsleitung eines Fettabscheiders verbunden werden.

Ableitung fetthaltiger Abwässer

Bei der Ableitung fetthaltiger Abwässer sind die Bestimmungen der DIN EN 1825 "Abscheideranlagen für Fette", Ausgabe Mai 2002 zu beachten. Bezüglich der Zulaufleitungen wird im Teil 2 der DIN EN 1825, Abschnitt 7.3 folgendes vorgeschrieben:
Die Zulaufleitungen der Abscheideranlagen müssen, um Fettansätze zu verhindern, ein Gefälle von mindestens 2% besitzen. Ist dies aus baulichen und betrieblichen Gründen nicht möglich, und/oder sind längere Leitungen erforderlich, so sind geeignete Maßnahmen (z.B. Dämmung oder Begleitheizung) zu ergreifen, um Fettansatz und Ablagerungen zu verhindern.

Zur Lüftung heißt es im Abschnitt 7.4: "Zulauf- und Ablaufleitungen an Abscheideranlagen für Fette sind ausreichend zu lüften. Zu diesem Zweck ist die Zulaufleitung als Lüftungsteilung bis über das Dach zu führen und alle Anschlussleitungen von mehr als 5 m Länge sind gesondert zu entlüften.
Hat die Zulaufleitung oberhalb der Abscheideranlage für Fette auf einer Länge von über 10 m keine gesondert entlüftete Anschlussleitung, so ist die Zulaufleitung so nah wie möglich an der Abscheideranlage mit einer zusätzlichen Lüftungsleitung zu versehen."
Bei fetthaltigen Abwässern zum Fettabscheider handelt es sich nach DIN 1986, Teil 3 um "Abwasser gewerblicher Herkunft bzw. anderes Abwasser". Gemäß DIN 1986, Teil 4, Abschnitt 4 muss bei der Ableitung von gewerblichem bzw. anderem Abwasser im Einzelfall nachgewiesen werden, dass die Abwasserrohre und Formstücke anwendbar sind. Dies gilt gleichermaßen auch für die zugehörigen Lüftungsleitungen.
Im Kommentar zur DIN 1986, Teil 4 heißt es dazu: "Für die Ableitung von unbehandeltem gewerblichen Abwasser ist die Verwendbarkeit der Rohrwerkstoffe und Dichtungen anhand der vom Hersteller zur Verfügung gestellten Beständigkeitslisten zu prüfen. In Zweifelsfällen ist beim Hersteller eine Stellungnahme bzw. die Freigabe zur geplanten Verwendung zu erfragen."

Biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK)

Biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK) ist ein chemischer Angriff auf Oberflächen verschiedener Werkstoffe wie Beton, Eisen und Polymere durch
schwefelsäure bildende Thiobacillen. Dieser Korrosionstyp tritt vor allem in Entwässerungssystemen auf.
BSK entsteht durch Faulgase, wie sie beispielsweise bei Mehrkammer-Faulgruben, Fettabscheidern, bei Rohrleitungen mit Ablagerungen, bedingt durch zu geringes Gefälle, oder bei Anlagen mit ungünstiger Lüftungssituation entstehen können. Eine weitere Möglichkeit ist der vermehrte Eintrag von Faulgasen durch den öffentlichen Schmutz- bzw. Mischwasserkanal. Ein Hauptgrund für das gesteigerte Faulgasaufkommen in öffentlichen Kanälen ist das "Wassersparen", wodurch keine ausreichenden Fließgeschwindigkeiten entstehen und sich die Verweilzeit des Abwassers im Kanalsystem immens erhöht. In manchen Städten ist das Abwasser vom Verbraucher bis zur Kläranlage mehr als 24 Std. unterwegs (bereits nach 4 Std. beginnen die Faulungsprozesse im Abwasser).
Der Korrosionsvorgang bei biogener Schwefelsäurekorrosion läuft folgendermaßen ab: Zunächst kondensieren in der Kanalatmosphäre die schwefelhaltigen Faulgase an den Rohrinnenflächen. Im weiteren Verlauf wird das schwefelhaltige Kondensat unter Mitwirkung von Thiobazillen zu Schwefelsäure umgewandelt. Die so entstandenen Säuren - mit pH-Werten bis zu 1,0 (extrem sauer) - führen letztlich zu Schäden an der Gebäudeentwässerung.
Korrosion durch biogene Schwefelsäure wird neben anderen Korrosionsvorgängen im Merkblatt M 168 der DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.) näher beschrieben. Im Vorwort dieses DWA-Regelwerkes, Ausgabe Juni 2010 heißt es: "Aufgrund fehlender Kenntnisse um Korrosionsvorgänge und Materialverhalten werden Abwasserleitungen und -kanäle, Druckleitungen und Pumpensümpfe häufig noch fehlerhaft konzipiert. Die Berücksichtigung einer möglichen Korrosion fällt besonders wegen der Vielfalt der im Entwässerungsbereich verwendeten Materialien und der komplexen Vorgänge der verschiedenen Korrosionsprozesse nicht leicht."
Hinweis: Zur Vermeidung einer Anreicherung von Faulgasen in Gebäudeentwässerungen müssen bei der Planung, Bemessung und Ausführung sowie im weiteren Betrieb unbedingt die Anforderungen der geltenden Entwässerungsnormen eingehalten werden.

Inspektion und Wartung

Zur Gewährleistung einer dauerhaft einwandfreien Funktion von Entwässerungsanlagen müssen regelmäßige Inspektionen und Wartungen gemäß DIN 1986-3 durchgeführt werden. Die DIN 1986-3 "Regeln für Betrieb und Wartung", Ausgabe November 2004 richtet sich nicht nur an Sanitärfachleute, sondern insbesondere an Eigentümer und Nutzungsberechtigte, die Entwässerungsanlage bestimmungsgemäß zu betreiben und zu warten.

Fazit

Die in öffentlichen Abwasserkanälen entstehenden hochtoxischen Faulgase müssen sicher aus dem Entwässerungssystem abgeführt werden. Das erfolgt größtenteils über die Lüftungsleitungen der Gebäude- und Grundstücksentwässerungsanlagen. Somit dienen sie der Entlüftung der öffentlichen Abwasserkanäle. Dies trägt zum vorbeugenden Korrosionsschutz bei und schützt Service-Personal bei Wartungsarbeiten im Kanalsystem.
Dauerhaft funktionsfähige Gebäude- und Grundstücksentwässerungsanlagen müssen gemäß den Entwässerungsnormen geplant, ausgeführt und betrieben werden. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei auch die richtige Materialwahl der verwendeten Rohre, Formstücke und Verbindungen.

Lüftungshauben vermeiden

Lüftungsleitungen über Dach sind oftmals aus optischen Gründen mit glockenförmigen Hauben versehen. Diese Hauben beeinträchtigen die Be- und Entlüftung der Entwässerungsanlage in starkem Maße und führen häufig zu Funktionsstörungen. Außerdem kann es bei Kanalspülungen zu Problemen kommen, da eine stoßartige Druckentlastung, bedingt durch die Hauben, nicht immer möglich ist. Die Entlastung des Druckes erfolgt dann erfahrungsgemäß über die Geruchverschlüsse, bei denen das Sperrwasser nach oben herausgedrückt wird.