TGA Sanitätechnik

TGA Ausgabe 05-2016
Gebäudeentwässerung

Ein wenig Gefälle reicht nicht aus!


1 Strömungssimulation zur optimierten Gestaltung von Formteilen für die Gebäudeentwässerung.

1  Strömungssimulation zur optimierten Gestaltung von Formteilen für die Gebäudeentwässerung.

Hierzulande soll häusliches Abwasser möglichst durch teilbefüllte Leitungen und belüftete Fallleitungen fließen. Dies lässt sich optimal lösen – doch nur, wenn Leitungsführung und -werkstoff, Dimensionierung und nicht zuletzt die ausreichende Spülmenge aufeinander abgestimmt sind. Die Beleuchtung wichtiger Details und lauernder Fettnäpfchen verdeutlicht, dass TGA-Planer und Installateure gut beraten sind, wenn sie auf erprobte Systemkomponenten setzen.

Kompakt informieren

Ein häusliches Abwassersystem muss die erforderliche Luftströmung für den Druckausgleich bereitstellen und Wasser mit Inhaltsstoffen störungsfrei abtransportieren können – und zwar ohne Druck, nur mit Gefälle.

Eine einwandfreie Funktion des Abwassersystems kann nur gelingen, wenn die Dimensionierung der Leitung mit der entsprechenden Spülmenge harmoniert.

Bauteile mit optimierter Formgebung innerhalb eines Systems sind darauf abgestimmt, dass sich ein möglichst günstiger Füllungsgrad sowie ein rückstandsloses Ausspülverhalten ergeben.

Das Gefälle wird’s schon richten – wer sich bei Planung und Installation von einer solchen Daumenregel leiten lässt, kann mit üblen Überraschungen konfrontiert werden. Unangenehme Gerüche aus leergesaugten Siphons sind da noch das geringste Übel. Aufdringlich laute Fließgeräusche oder gar ein Rückstau samt Austritt von Fäkalien aus einem versagenden Entwässerungssystem haben allemal das Zeug dazu, den höchst unzufriedenen bzw. geschädigten Nutzer auf den Plan zu rufen.

Um dem sicher aus dem Weg zu gehen, ist Grundlagenarbeit gefordert: Mit welchen Mengen ist beim häuslichen Abwasser und bei Niederschlagsmengen am Gebäude und auf dem Grundstück zu rechnen? Welche Abflusskennzahl für die gleichzeitige Belastung des Systems kommt in Betracht? Doch diese wichtigen Fragen zielen nicht allein auf die Dimensionierung oder die Art der Leitungsführung ab.

Zuerst Rahmenbedingungen prüfen

Wer sich auf die Suche nach passenden Antworten macht, muss mehr im Blick haben. Beispielsweise auch, welche Spülmengen erforderlich sind. Geht es um die auf Wassersparen ausgelegten häuslichen Abwässer einer neuen Wohnanlage? Oder um die Teilsanierung einer betagten Immobilie mit etlichen Unbekannten hinter der Fliese bzw. im Untergrund?

Im Bestand kann es sogar sein, dass das Ausschwemmverhalten eines alten Systems nur dann funktioniert, wenn eine erhöhte Spülmenge schwallweise den überdimensionierten Leitungsquerschnitt spült. Was zu beachten ist: Eine WC-Spülmenge von 14 l war 1960 noch üblich, während heute bereits 4 l reichen können und der Standard bei 6 l liegt. Für den Auftragnehmer ist es deshalb wichtig, vorliegende Rahmenbedingungen zu kennen, wenn eine Entwässerungsanlage nicht in gesamter Länge neu geplant und gebaut werden soll.

Enorme Weiterentwicklung

Der Sanitärspezialist steht in der Verantwortung, seinem Kunden ein bestmögliches Entwässerungssystem zu installieren. Da wäre es sehr gewagt, wenn man das Abwasser lediglich zum Ablaufen bringen würde. Vor ein paar Jahrzehnten war das noch anders, denn da stand oft die reine Funktion im Mittelpunkt. Das zeigt sich heute bei vielen Badsanierungen: Statt einer schallentkoppelnden Rohrschelle hat mancher Ziegelstein unter der Wanne oder auch ein Mörtelbett das nötige Gefälle des Abflussrohres sichergestellt.

Hauptsache es läuft? Eben nicht. Denn mit der Sanierung eines jahrzehntealten Bads vollzieht sich heute ein Quantensprung in der Haus- und Gebäudetechnik. Allein mit der zeitgemäßen Vorwandinstallation ziehen höchst komplexe Systeme ins neue Bad ein. Diese stellen beispielsweise sicher, dass am WC wassersparende Spültechnik oder am Waschtisch möglichst stagnationsfreies Kalt- und Warmwasser am Waschtisch zur Verfügung steht – und störungsfrei ablaufen kann.

Der Sanitärspezialist muss auch sorgsam aufeinander abgestimmte Lösungen planen und liefern, damit barrierefreies Duschen möglichst viel Behaglichkeit bringt oder eine neue Wanne zum erhofften Wellness-Erleben im eigenen Bad führt. Ein wenig Gefälle allein reicht dafür nicht aus und die Herausforderungen an den Sanitärprofi enden auch nicht beim ablaufenden Wasser. Denn die Entwässerung bleibt nicht in den eigenen vier Wänden einer Wohnung.

Wie es gut laufen kann, ist längst klar

Welcher Hydraulik bedarf es, damit Schmutzwasser möglichst geräuscharm aus der Etage über die Fallleitung und dann weiter bis in den öffentlichen Kanal geführt werden kann? Um hier zu besten Ergebnissen zu kommen, hat Geberit über Jahre hinweg zahlreiche Laborversuche für Hydraulik und Akustik durchgeführt.

Längst ist klar und in üblicher Entwässerungs-Software (z. B. Geberit ProPlanner) hinterlegt, mit welchen Rahmenbedingungen zu rechnen ist: Spülmenge, Rohrdurchmesser, Gefälle, der zu erwartende Anteil an Feststoffen und nicht zuletzt der Leitungswerkstoff. Bei Letztgenanntem kann das Entwässerungssystem beispielsweise das schallgedämmte Geberit Silent-db20 oder das schalloptimierte Geberit Silent-PP sein.

Doch das ist nicht alles: Entwässerungsspezialisten entwickeln neue Formteile durch aufwendige Strömungsberechnungen bzw. -simulationen Abb. 1 in eigens dafür konzipierten Sanitärlabors. Dabei hat sich erwiesen Abb. 2, dass die Strömungsverhältnisse in die Fallleitung ungünstig sind, wenn es sich um einen 88,5°-Abzweig ohne Bogenradius handelt. Die Auswirkungen: Der Querschnitt der Fallleitung wird größtenteils verschlossen und behindert so das Nachströmverhalten der Luft im Fallstrang. Die Ablaufleistung bleibt hinter den Möglichkeiten zurück.

Erheblich gesteigerte Ablaufleistung

Günstiger sieht es beim 45°-Abzweig in die Fallleitung aus, jedoch ist dies nur bei gleicher Dimension zulässig. Auch kommt hinzu, dass die Belüftung in die Anschlussleitung nicht besonders gut ist. Deshalb liegt das Optimum klar beim 88,5°-Bogenabzweig. Hier bewirkt der Innenradius eine erhebliche Steigerung der Ablaufleistung (um ca. 30 %).

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich im Fallstrang sowie in der Einzel- und Sammelanschlussleitung ein möglichst günstiges Wasser-/Luft-Gemisch ergibt. Doch diese erwünschten Effekte stellen sich nur sicher ein, wenn Planer und Installateure die Vorgaben des Herstellers einhalten und das System ausschließlich mit den dafür vorgesehenen Bauteilen errichten.

Doppelabzweig für effiziente Montage

Ein in den letzten Jahren entwickeltes Bauteil – der Geberit-Doppelabzweig Abb. 3 – macht es sogar möglich, dass genau gegenüberliegende Seiten auf gleichem Level in den Fallstrang sicher entwässern können, ohne sich nachteilig zu beeinflussen. Auch hier spielt der Bogenradius (mindestens die Größe des halben Durchmessers) die entscheidende Rolle, denn nur so lassen sich die Anwendungsgrenzen erweitern.

Durch transparente Funktionsabläufe konnte Geberit nachweisen, dass selbst dann kein Überspülen stattfindet, wenn nur auf der einen Seite fäkalienhaltiges Abwasser einströmt. Eine mögliche Störung im System, also für den gegenüberliegenden Anschluss, ist dadurch nicht zu befürchten Abb. 4.

Inzwischen sind neueste Anschlussbedingungen korrigiert worden. Mit der Überarbeitung der DIN 1986-100 (Entwurf DIN 1986-100/A1:2013-11) liegen Planern und Installateuren die entsprechenden Vorgaben schwarz auf weiß vor Abb. 7. Für die effiziente Montage von Entwässerungssystemen in mehrgeschossigen Wohngebäuden bedeutet dies eine erhebliche Vereinfachung in der Leitungsführung, die sich günstiger kalkulieren lässt.

Oft reicht DN 90 aus

Günstiger sind auch die Bauteilkosten, wenn statt der früher üblichen 100er-Nennweite auf eine Sammelleitung in DN 90 vertraut wird. Für den Wohnungsbau reicht diese Dimensionierung in sehr vielen Fällen aus, ohne dabei Einbußen in der Ablaufleistung riskieren zu müssen. So haben Simulationen längst unter Beweis gestellt, dass auch in einem Wohngebäude mit 15 Geschossen eine Fallleitung in DN 90 ausreicht, wenn die Bäder standardmäßig mit WC, Waschtisch und Dusche ausgestattet sind.

DN 90 bedeutet für den Verarbeiter, dass er eine deutlich handlichere Bauform zur Verfügung hat, die er beispielsweise merklich besser in die Vorwand, in Zwischenwände im Trockenbau und in einen Schacht integrieren kann.

Auch für die bodenebene Dusche gibt es eine zeitgemäße Technik, die Geberit als einer der ersten Anbieter auf den Markt gebracht hat: Die sichere Entwässerung gelingt auch dann, wenn nur eine Aufbauhöhe von wenigen Zentimetern zur Verfügung steht Abb. 6. Dafür sorgt eine separate Einzelanschlussleitung (d = 50 mm), die nicht mehr an den WC-Ablauf gekoppelt wird, sondern direkt zum neu entwickelten Kombibogenabzweig in der Fallleitung führt. Hier gibt es eine Vielfalt an Varianten, die unterschiedlichsten Einbausituationen gerecht werden.

Ratgeber in Wort und Bild

Für die Planung, Dimensionierung, Verlegung und den Betrieb von häuslichen Entwässerungsleitungen hat Geberit den Leitfaden Abwasserhydraulik Abb. 8 erstellt. Dabei stehen die häufigsten baulichen Anwendungsbereiche im Fokus. Besondere Bauformen von Leitungen und ihre Vorzüge sind dabei ebenso Thema wie etliche Lösungsansätze für die sichere Entwässerung für das Dach, auf der Etage, im Fallstrang oder für die Sammelleitung in Richtung Kanalisation. Flankierend dazu sind wichtige technischen Daten in Tabellen aufgeführt, die dem Planer zur Bemessung eines Systems Hilfestellung geben. www.geberit.de/abwasserleitfaden

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Ein wenig Gefälle reicht nicht aus!
  2. Teil: Philipp Claus
  • 2  Einströmverhalten unterschiedlicher Abzweige im Bereich der Fallleitung: Beim 88,5°-Abzweig ohne Bogenradius (links) wird bei mäßiger Ablaufleistung der Querschnitt der Fallleitung größtenteils verschlossen. Auch ist das Nachströmverhalten der Luft im Fallstrang behindert. Günstiger sieht es beim 45°-Abzweig in die Fallleitung aus, doch das Optimum liegt klar beim 88,5°-Bogenabzweig (rechts).

  • 3  Doppelabzweig: Der Bogenradius (Größe des halben Durchmessers) spielt die entscheidende Rolle, denn nur so lassen sich Anwendungsgrenzen erweitern.

  • 4  Dimensionierung und Verlegung: Anschluss von fäkalienfreien und fäkalienhaltigen Anschlussleitungen ohne die Gefahr des Fremdeinspülens bei einem Doppelabzweig mit Innenradius D/2.

  • 5  Eine deutlich handlichere Bauform: DN 100 und DN 90 im Vergleich.

  • 6  Gegenüberstellung konventioneller Anschluss an den Fallstrang und Anschluss mit Kombibogenabzweig: Bisher (unten): Anschluss von WC und Dusche am Fallstrang mittels einer gemeinsamen Anschlussleitung – ein vergleichsweise hoher Fußbodenaufbau zur Estrichüberdeckung der Rohre. Ab sofort (oben): dank Kombibogenabzweig werden WC und Dusche separat über einen Abzweig direkt am Fallstrang angeschlossen. Dies ermöglicht einen deutlich flacheren Bodenaufbau.

  • 7  Störungsfreie Entwässerung: Erreicht der Füllungsgrad etwa die Hälfte des Innendurchmessers, kann man mit einem rückstandslosen Ausspülverhalten rechnen.

  • 8  Für die Planung, Dimensionierung, Verlegung und den Betrieb von häuslichen Entwässerungsleitungen hat Geberit den Leitfaden Abwasserhydraulik erstellt.

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