"Lindauer Schere" sorgt für Durchblick: Inspektion und Dokumentation von Liegenschaftsentwässerungen der Hochschule Nürnberg

04.01.2008

Zu den gesetzlichen Verpflichtungen der Betreiber öffentlicher und privater Liegenschaften gehört es, die vorhandenen, Schmutzwasser führenden Leitungen und Schächte der Grundstücksentwässerung bis 2015 auf Baustand und Dichtheit zu untersuchen und bei Schadhaftigkeit einen ordnungsgemäßen Zustand herzustellen. Eine vollständige Untersuchung samt Dokumentation der Schäden war aber gerade bei ausgedehnten Liegenschaften lange Zeit leichter gefordert als durchzuführen. Moderne Inspektionstechniken haben aber in den letzten Jahren für einen Durchbruch gesorgt. Bestes Beispiel ist die Inspektionskamera "Lindauer Schere" der JT-elektronik GmbH, Lindau, die ihre Überlegenheit gegenüber klassischen Untersuchungstechniken bei einem schwierigen Einsatz in einer Liegenschaft der Georg Simon Ohm-Hochschule Nürnberg unter Beweis stellte.

Nicht nur, dass die Lindauer Schere die fast 100 Jahre alten Leitungen im Zuge der Untersuchung gleich reinigte; das in die Kamera integrierte 3D-Ortungssystem ASYS lieferte als Ergebnis der Befahrung einen exakten Lage- und Höhenplan der bis dato weitgehend unbekannten Leitungsbestände unter dem Gebäude - dies alles bei erheblich reduziertem Zeitaufwand gegenüber der Untersuchung mit klassischen Inspektionstechniken.

Verzweigtes Netz, hoher Schadengrad

Zum Liegenschaftsbestand der Georg Simon Ohm-Hochschule in Nürnberg gehört unter anderem die "Villa 2" aus der Jugendstilzeit als eines der ältesten FH-Gebäude. Bei derart alten Gebäuden ist von einem besonders hohen Schädigungsgrad in den Abwassersystemen und entsprechenden Risiken des Abwasseraustritts auszugehen. Zugleich zeichnen sich solche Liegenschaften erfahrungsgemäß durch ein weit verzweigtes Leitungssystem aus, über das fast regelmäßig keine oder keine zuverlässigen Pläne und Aufzeichnungen mehr existieren. Da aber der Gesetzgeber fordert (§ 18b WHG in Verbindung mit DIN 1986-30), dass Grundleitungssysteme bis zum 31.12.2015 vollständig auf ihren Bauzustand zu untersuchen sind, müssen Untersuchungssysteme de facto in der Lage sein, sich in Netzen gezielt zu bewegen und auch Seitenzuläufe ansteuern zu können. Die für solche Zwecke üblicherweise eingesetzten Schiebekamera-Systeme sind dazu jedoch nicht in der Lage.

Abbiegen im Grundleitungsnetz mit der "Lindauer Schere"

Dies wurde im Vergleich zweier Kanaluntersuchungen deutlich, die im Sommer 2007 an einigen Gebäuden der Hochschule stattfanden. Nachdem man die FH-Bauabschnitte B (Architektur und Bauwesen) und V (Rektorat und Bücherei) bereits auf der Grundlage klassischer Schiebekameratechnologie untersucht hatte, kam in der sogenannten Villa 2 ein hoch innovatives Kamerasystem zum Einsatz. Die "Lindauer Schere" der JT- elektronik gmbh, Lindau/Bodensee bietet drei Besonderheiten:
  • ausgestattet mit einer ausfahrbaren Scherenmechanik, kann der schwenk- und rotierbare Kamerakopf aus dem Rohr heraus in Seitenzuläufe eingesteuert werden - und dies bei Bedarf gleich mehrfach in Folge
  • die Kamera kann mit wenigen Handgriffen durch einen hydraulischen Zusatzantrieb aufgerüstet werden, der nicht nur die Untersuchungsreichweite erhöht, sondern auch die Möglichkeit eröffnet, verschmutzte Rohre "ganz nebenbei" per Hochdruckspülung zu reinigen
  • in den Kamerakopf ist das 3D-Koordinaten-Meßsystem ASYS integriert, das die Bewegungen der Kamera im dreidimensionalen Raum aufzeichnet und auf dieser Basis zuverlässige Höhen- und Lagepläne der befahrenen Leitungen generiert
  • Die Kamera bietet, bei zurückgezogener Leitvorrichtung (Schere), ein freies Sichtfeld und kann (ab DN 100) verschwenkt werden

Mit dieser Technologie lassen sich verzweigte Leitungsnetze im Idealfalle von einem Punkt aus komplett inspizieren, ohne dass weitere Zugangsmöglichkeiten von oben im Gebäude gegeben sein bzw. geschaffen werden müssen.

"Klassische" Untersuchung der Bauabschnitte B und V
Kennzeichnend für die Untersuchung der Netze in den Bauabschnitten B und V war ein extremer Aufwand für Vor- und Nebenarbeiten, da für die eingesetzte Schiebekamera-Technik, die nur geradlinig von Punkt zu Punkt operieren kann, praktisch alle vorhandenen Abflüsse und Putzöffnungen aufgefunden, freigelegt und geöffnet werden mussten. Dies in teilweise hoch sensiblem Umfeld wie Labors und Bibliotheken. Die eigentliche Untersuchung konnte hier erst nach umfangreichen Vorarbeiten beginnen und brachte vorübergehend erhebliche Funktionseinschränkungen (z.B. der Toiletten oder der Bibliothek) mit sich. Dem gegenüber war der Zeit- und Personalaufwand für die Vorarbeiten der Untersuchung von Villa 2 mit der Lindauer Schere/ASYS minimal. Hier reichte der Einstieg des Kamerasystems in einen am Ende des System gelegenen Kellerschacht für alles Weitere aus. Die laufende Inspektion selbst fand ausschließlich "unterirdisch" statt und war für Uneingeweihte kaum wahrnehmbar.

ASYS: Automatische Planerstellung während der Inspektion
Die Lindauer Schere ist ein von der JT-elektronik gmbh entwickelter dreh- und schwenkbarer Farbkamerakopf mit einer hochwertigen Farboptik zu dessen Ausstattung eine oberhalb der Optik ins Kameragehäuse integrierte ausfahrbare Schere als Lenkhilfe gehört. Erkennt der Operator im Einsatzfahrzeug auf seinem Bildschirm einen Zulauf, der inspiziert werden soll, so schwenkt die Optik frontal vor den Anschluss und fährt die Schere in diesen hinein aus. Bei Vorschub der Kamera kann diese nun praktisch gar nicht anders, als selbst in den Anschluss einzufahren. Mit dieser Mechanik wurden in der Praxis schon bis zu acht Abzweigsituationen in Folge bewältigt. In der Regel reicht diese Technik aus, um nach und nach auch stark verzweigte Netze vollständig zu untersuchen.

Optional ergänzt um ein hydraulisches Antriebsmodul, vermag die Schere auch starke Verschmutzungen und Inkrustationen im Zuge der Inspektion zu beseitigen. Einerseits ist eine Inspektion verschmutzter Leitungen weder normgerecht noch sinnvoll, zum anderen spült sich die Schere vielfach selbst überhaupt erst den Weg für die weitere Untersuchung frei. Gerade unter der Villa 2 war dies unbedingt notwendig, da die Leitungen teilweise bis auf ca. ein Drittel des Restquerschnittes vom verhärteten Schmutz der Jahrzehnte inkrustiert waren. Ohne Reinigung wäre eine Untersuchung also gar nicht möglich gewesen.

Sinn jeder Inspektion ist neben der Zustandsfeststellung die Erarbeitung von Sanierungskonzepten. Das setzt voraus, dass man Lage und Verlauf von Leitungen überhaupt kennt. Schon in weit jüngeren Liegenschaften als der Villa 2 der FH Nürnberg ist diese Voraussetzung oft nicht gegeben. Entweder fehlen Pläne völlig oder es gilt die etwas sarkastische Inspekteurs-Erfahrungsweisheit: "Wenn Du genau wissen willst, wo die Leitungen nicht liegen, dann schau Dir die Pläne an." In solchen Fällen schafft die Lindauer Schere mit ASYS Durchblick im Untergrund. ASYS ist ein auf 3D-Bewegungssensoren basierendes Ortungssystem im Kamerakopf, das von JT elektronik in jahrelanger Zusammenarbeit mit der Hochschule der Bundeswehr München entwickelt und zur Praxisreife gebracht wurde. Ausgehend vom definierten Startpunkt, messen die ASYS-Sensoren die Bewegungen des Kamerakopfes im Raum und senden jede Bewegung als Satz von X-/Y-/Z-Koordinaten an den angeschlossenen Bordcomputer der Untersuchungseinheit. Die Messungen können vom Operator an definierten Punkten, etwa Bögen oder Abzweigen, abgerufen werden, oder aber in Minimalabständen (von beispielsweise einem Zentimeter) automatisch generiert werden. Mit dieser kontinuierlichen Messung lassen sich auch Rohrbögen im Raum präzise verfolgen, während exakte Geraden im Netz durch Messung von Anfangs- und Endpunkten meist hinreichend beschrieben sind. Die ASYS-Software generiert aus der Abfolge von Koordinaten einen Plan, der nicht nur die tatsächliche Lage der Leitungen dokumentiert und auch Grundlage der Schadens-Dokumentation bzw. Sanierungsplanung ist, sondern stellt auch die Gefällesituationen im Netz genau dar und ermöglicht die Einbindung der Daten in vorhandene GIS-Systeme. In der erweiterten geo-referenzierten Systemversion geo-ASYS lassen sich die ASYS-Messdaten mit geodätischen Messdaten verknüpfen, sobald ein Bezug zu einem "offiziellen" Referenz-Messpunkt hergestellt ist.

Rundum überzeugendes Ergebnis

In der FH-Villa 2 vermochten Schere und ASYS rundum zu überzeugen: Trotz des erheblichen Reinigungsaufwandes, verursacht durch Ablagerungen und durch über Schadstellen eingetretenes Erdreich, waren schon am ersten Untersuchungstag rund 60 Meter Leitung inspiziert. Am zweiten folgten weitere 80 Meter, bevor am dritten Tage die Untersuchung abgeschlossen wurde. Der einzige "blinde Fleck" des ASYS-Planwerks in einem Trakt von Villa 2 resultierte daraus, dass hier eine Grundleitung komplett eingebrochen und damit auch für die Lindauer Schere nicht mehr befahrbar war.

Professor Krick vom Lehrstuhl für Bauwesen der Georg Simon Ohm-Hochschule als Auftraggeber des Leistungsvergleichs war mit der Lindauer Schere sehr zufrieden. Betont wurde neben dem überzeugenden Inspektionsergebnis nicht zuletzt die erhebliche Zeit- und Aufwandsersparnis gegenüber der konventionellen Inspektion, obwohl durch den erheblichen Reinigungsaufwand in den uralten Rohren die Inspektion erst einmal sehr erschwert war.

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