Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)

Allgemeines

Kanalisationen unterliegen dauernd oder zeitweise unterschiedlichen physikalischen, chemischen, biochemischen und biologischen Beanspruchungen.

Die in Kanalisationen auftretenden Beanspruchungen können in Abhängigkeit von

  • Planung,
  • Werkstoff,
  • Bauausführung,
  • Wartung,
  • Art und Dauer der Nutzung,
  • äußeren Einflüssen, wie Baugrund, Verkehrsbelastungen u.ä.

mehr oder weniger schnell zum Abbau des ursprünglich vorhandenen Abnutzungsvorrates von 100 % führen (Bild 2.1-1) (Abschnitt 4.1) [ATVM143-2:1999] .

image
Bild 2.1-1:  Abbau des Abnutzungsvorrates und Schaffung eines neuen Sollzustandes durch die Schadensbehebung in Anlehnung an [DIN31051:1985] [Quelle: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH]

Der im (Bild 2.1-1) dargestellte Kurvenzug gibt eine mögliche Form des Verlaufes der Abnutzung während der Zeit der Nutzung an. Er wird durch die Inspektion ermittelt und hängt einerseits von der Anlage selbst und andererseits von den Beanspruchungen und dem Wartungszustand des Bauwerkes ab.

Erreicht der Istzustand die Schadensgrenze oder gar die Nullinie (Ausfall), muß er durch geeignete Schadens- behebungsmaßnahmen mindestens wieder auf den Sollzustand angehoben werden.

In Anlehnung an DIN 31051 [DIN31051:1985] und ATV-M 143 Teil 1 [ATVM143-2:1999] werden die im (Bild 2.1-1) angeführten Begriffe wie folgt definiert:

Istzustand:
Der zu einem gegebenen Zeitpunkt festgestellte Zustand eines Bauwerks oder einzelner Teile.

Sollzustand:
Der für den jeweiligen Fall festgelegte (geforderte) Zustand eines Bauwerks oder einzelner Teile.

Sollzustandsabweichung:
Nichtübereinstimmung zwischen dem Istzustand und dem Sollzustand einer Betrachtungseinheit zu einem gegebenen Zeitpunkt [DIN31051:1985].

Istzustandsabweichung:
Nichtübereinstimmung von Istzuständen einer Betrachtungseinheit zu verschiedenen Zeitpunkten [DIN31051:1985].

Abnutzung:
Nach DIN 31051: Abbau des Abnutzungsvorrats infolge physikalischer, chemischer, biologischer und/oder biochemischer Einwirkungen.

Abnutzungsvorrat:
Nach DIN 31051: im Sinne der Instandhaltung Vorrat der möglichen Funktionserfüllungen unter festgelegten Bedingungen, der einer Betrachtungseinheit aufgrund der Herstellung oder aufgrund der Wiederherstellung durch Instandsetzung innewohnt [DIN31051:1985].

Schaden:
Im Sinne der Instandhaltung ist ein Schaden der Zustand, der eine im Hinblick auf die Verwendung unzulässige Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit bedingt oder erwarten läßt [ATVM143-1:1989].

Der in DIN 31051 definierte Begriff Istzustand entspricht dem in DIN EN 752-5 [DINEN752:1995] verwendeten Begriff "Bauzustand".

Bauzustand:
Zustand von Abwasserleitungen und -kanälen hinsichtlich ihrer baulichen Substanz [DINEN752-5:1997].

Durch die Maßnahmen der Wartung (Abschnitt 3.1), die auch ein entsprechendes Inspektionsprogramm (Abschnitt 4.1) voraussetzen, kann der Abbau des Abnutzungsvorrates und damit der Zeitpunkt des Eintritts eines Schadens verzögert werden. Eine generelle Schadensvermeidung ist jedoch nicht möglich [Renke84] .

Generell setzt man voraus, daß Kanalisationen eine lange Lebensdauer besitzen und in der Regel nur einer langsamen Zustandsverschlechterung unterliegen. Dies wird deutlich an den geltenden Abschreibungssätzen nach ATV-A 133 [ATVA133a] , die unabhängig vom technischen Standard zum Zeitpunkt der Leitungsverlegung gelten.

(Tabelle 2.1-1) enthält neben den Abschreibungssätzen des ATV-A 133 [ATVA133a] bzw. der Kommunalen Gemeinschaftsstelle für Verwaltungsvereinfachungen (KGSt) auch die Abschreibungssätze des Bundesfinanzministeriums (BMF) für steuerliche Zwecke, des Bundesbauministeriums (BMBau) (s.a. V Wertermittlungs Richtlinien 1991/76), die Empfehlungen in Verwaltungsvorschriften zum Kommunalabgabengesetz (KAG) sowie die von Steenbock [Steen84] . Aus dieser Übersicht wird zum einen der Einfluß der Werkstoffe auf den Abschreibungssatz und zum anderen die Tendenz zu generell höheren Abschreibungssätzen und damit zur Reduzierung der technischen Nutzungsdauer deutlich. Sie berücksichtigen auch nicht mögliche Veränderungen bezüglich der physikalischen, chemischen, biochemischen und biologischen Beanspruchung der jeweiligen Leitung im Nutzungszeitraum.

 
Tabelle 2.1-1: 

Abschreibungssätze für Gegenstände, die der Abwasserbeseitigung dienen [ATVA133a] [LAWA93a]

Gegenstand Abschreibungssätze [%]
Steenbock BMF BMBau KAG KGSt⁄
ATV−A 133
Kanalrohre einschl.
Grundstücksanschlüsse und
Straßenabläufe
5 2−2,5 1−2
(1,25−2,5)
  • Asbestzement
  • Beton⁄Stahlbeton (Schmutzwasser)
  • Beton⁄Stahlbeton (Regenwasser)
1,5−2 1−1,25
1
  • Steinzeug
  • Ortbeton mit Innenauskleidung
  • Mauerwerk
2,5-3 2−3,3
1,7−2,5
  • Kunststoff
  • Stahl
2,5−3
3−3,5
Druckrohrleitungen 3−3,5 2−3,5
Einstieg− und Kontrollschächte wie Kanalrohre Beton 1,25−1,7
Klinker 1−1,25
Sonderbauwerke in den Rohrleitungen
(ohne maschinelle Einrichtung), wie
z.B.Einlaufbauwerke
  • Auslaufbauwerke
  • Regenrückhalte− und
    −überlaufbauwerke
  • Zusammenführungs− und
    Trennungsbauwerke
2,5−3,5 2,5 3 1,5−2,5
Andere Bauwerke insbesondere
Pumpwerke und Kläranlagen (ohne
maschinelle Einrichtung)
2,5−3,5 5
(10)
1,7−3,3 5 2,5−3,5
Maschinelle Einrichtungenals
Durchschnittswert
5−20
10
2,5−5 4−20

Neuerdings gibt die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) [LAWA93a] für abwassertechnische Anlagen nur noch werkstoffunabhängige, durchschnittliche Nutzungsdauern an:

Kanäle 50 - 80 (100) Jahre
Kanalisationsschächte 50 Jahre
Druckrohr- und Dükerleitungen 28 - 50 Jahre

Regenüberlaufbauwerke, Regenbecken
Baulicher Teil (40) 50 - 70 Jahre
Maschineller Teil 5 - 20 Jahre

Pump- und Hebewerke
Baulicher Teil 25 - 40 Jahre
Maschinelle Einrichtungen (z.B. Schneckenpumpen) 8 -20 Jahre.

 

In Anbetracht der Altersstruktur der Kanalisationen in Deutschland (Abschnitt 1.1) muß davon ausgegangen werden, daß bei einem Teil die technische Nutzungsdauer heute überschritten ist, und sie nicht mehr voll den derzeitigen Anforderungen genügen. Dies betrifft insbesondere die Rohrverbindungen mit den früher üblichen Dichtstoffen (Abschnitt 1.7.1) .

Generell kann festgestellt werden, daß Schäden einerseits durch die Überschreitung der normativen Nutzungsdauer und andererseits auch durch Änderung der von außen oder innen einwirkenden unterschiedlichen Beanspruchungen während des Betriebes verursacht werden. Daneben gibt es sogenannte Anfangsschäden, die in einem Zeitraum bis zu mehreren Jahren Liegedauer auftreten können und maßgeblich auf Ausführungs- und/oder Werkstoffehler zurückzuführen sind [Bärth75] [Brenn76] [Ehner80] [Gale81b] [Haubi71] [Jones84a] [Leste79] [Li77] [WPCF85] [Schop81] [WRC83] [Speed80] [Strob81] [Teube77] [Haend88] [Ramme87] [Stein93a] [Stein94b] [Stein95i] [Lidst94] [Lidst96] .

Die Beanspruchungsarten, die eine Abnutzung verursachen und zu Schäden führen können, sind äußerst vielfältig, so daß u. U. ein und dasselbe Schadensbild auf völlig unterschiedliche Ursachen zurückzuführen ist.

Die Schäden können entweder örtlich begrenzt oder in größerem Umfang über Haltungen oder Netzbereiche verteilt auftreten.

Die Kenntnis über die Schäden, ihrer Erscheinungsbilder, Ursachen und Folgen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die optimale Planung und Gestaltung der Instandhaltungsmaßnahmen und hier insbesondere für die Auswahl geeigneter Verfahren zur Schadensbehebung bzw. Sanierung.

Nachfolgend wird auf die in Kanalisationen auftretenden und im ATV-M 143 Teil 1 [ATVM143-2:1999] aufgeführten Hauptschadensgruppen

näher eingegangen, wobei nicht der Anspruch auf Vollständigkeit bezüglich der Schadensursachen und -folgen erhoben wird. Aussagen über Schadensverteilung und -ausmaß enthält (Abschnitt 2.9).

Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)