Wasserverteilungssystem

Die Verteilung von Brauch- und Trinkwasser erfolgt zumeist in einem fest installierten Wasserverteilungssystem. Dieses umfasst Einrichtungen zur Speicherung, Drucksteigerung, Verteilung, Mengenmessung und Entnahme. Eventuell sind vor der Einspeisung in das Wasserverteilungssystem Maßnahmen zur Wasseraufbereitung erforderlich. Ein Verteilungssystem muss derart beschaffen sein, dass die erforderliche Menge in der notwendigen Qualität und dem richtigen Druck zur Verfügung steht. Im Allgemeinen wird der kommunale Trinkwasserbedarf unter Berücksichtigung des Feuerlöschfalles berechnet, da das öffentliche Trinkwassernetz meistens der zentralen Löschwasserversorgung von Städten oder Gemeinden dient.

In Deutschland sind für die Verteilung von Trinkwasser die Anforderungen an das Verteilungssystem durch die Arbeitsblätter des DVGW e.V. festgelegt.

Elemente der Wasserverteilung

Speicherung

Siehe Hauptartikel Wasserspeicher.

Pumpwerke und Druckerhöhungsanlagen

Pumpwerke dienen zur Wasserförderung. Diese können entweder direkt in das Netz, in Behälter fördern oder der Drucksteigerung dienen. Als Pumpen kommen üblicherweise Kreiselpumpen zum Einsatz. Kolbenpumpen sind heute historisch.

Kreiselpumpen können mit konstanter Drehzahl oder drehzahlvariabel betrieben werden.

Größere Pumpwerke besitzen meist mehrere Pumpen. Parallel geschaltete Pumpen erhöhen dabei die Fördermenge, hintereinander geschaltete Pumpen die Förderhöhe, das heißt den Druck.

Zur Steuerung der Pumpen kommen folgende Methoden zum Einsatz:

• Zweipunktregelung nach dem Wasserstand in einem Hochbehälter
• Regelungen unter Berücksichtigung des Drucks im Versorgungsnetz (Ein/Aus von Pumpen, Änderung der Drehzahl).

Zur Vermeidung von Druckstößen im Rohrnetz sind entweder Windkessel (geschlossene Behälter, in denen Druckstöße durch ein Luftvolumen abgepuffert werden) oder geeignete Anfahrstrategien drehzahlgeregelter Pumpen erforderlich. Falls der Versorgungsdruck des Netzes vor Ort nicht ausreicht, kann an und in den Gebäuden durch entsprechende Druckerhöhungsanlagen (DEA) der benötigte Druck zur Versorgung aller Geschosse erzeugt werden.

Druckrohrleitungen

Als Leitungsmaterialien kommen im Trinkwasser Gusseisen, Stahl und verschiedene Kunststoffe zum Beispiel Polyethylen oder Polyvinylchlorid zum Einsatz. Blei-Rohre werden seit 1973 nicht mehr verwendet und sind nahezu komplett aus den Netzen entfernt worden. In wenigen Fällen liegen noch Hausanschlussleitungen als Bleileitungen vor, jedoch müssen diese bis 2013 ersetzt werden um den, ab 1. Dezember 2013 gültigen Grenzwert für Blei der Trinkwasserverordnung einzuhalten. Asbestbeton wird heute unter strengen Auflagen wieder ausgebaut, da ein hohes Lungenkrebsrisiko von Asbestfasern, die durch die Atmung aufgenommen werden, besteht.

Für Trinkwasser sollte im kommunalen Bereich der Druck im Schwerpunkt einer Druckzone 6 bar betragen. Gleichzeitig sollte an der am ungünstigsten gelegenen Entnahmestelle im Verteilungsnetz ein Mindestdruck von 1 bar gegeben sein. In der Regel liegt der höchste Ruhedruck bei 8 bar und der höchste Systemdruck bei 10 bar, die Differenz von 2 bar dient als Schutz vor Druckstößen. Für Gebäude sind in Abhängigkeit der Geschosszahl, bestimmte Mindestdrücke an der Übergabestelle zum Verbraucher vorgeschrieben. Diese Vorgaben sind für neu zu bauende und bestehende Netze unterschiedlich. Im Allgemeinen sollte der Druck 2 bar (EG) + 0,5 bar pro Obergeschoss betragen. Somit müssen für höhere Gebäude gegebenenfalls Hausdruckerhöhungsanlagen vorgesehen werden.

Die Durchflussgeschwindigkeit sollte derart gewählt werden, dass einerseits die Druckverluste gering bleiben (geringe Geschwindigkeit) und andererseits die Aufenthaltszeit nicht zu groß wird (Wiederverkeimung, Temperaturerhöhung, Geschmacksbeeinträchtigung).

Die Rohre können entweder mit Schweißnähten oder mit Formstücken zu Rohrleitungen verbunden sein.

Zur Verlegung können offene Gräben (Künetten), Stollen oder der unterirdische Rohrvortrieb durch Pressen oder Einspülen im Untergrund zum Einsatz kommen.

Erdverlegte Rohrleitungen sind ordnungsgemäß in Sand zu betten, um eine Beschädigung zu vermeiden.

Die Rohrleitungsnetze sind zumeist als vermaschte Ringleitungen oder in baumartiger Form als Stichleitungen ausführbar. Die Vermaschung und interne Verbindung einzelner Rohrleitungsstränge führt zumeist zu einer besseren Druckverteilung und erhöht die Versorgungssicherheit bei Ausfall einzelner Leitungen. Ein weiterer Grund für die heute immer mehr benutzte Vermaschung ist das fließende Wasser. Es verhindert so eine Verkeimung.

Freispiegelkanäle

Der Wassertransport kann auch in Kanälen mit freiem Wasserspiegel erfolgen. Gegebenenfalls sind dabei Aquädukte erforderlich. Große Wassertransportleitungen mittels Freispiegelkanälen werden jedoch auch durch „Düker“, das sind unter Druck stehende Rohrleitungen zur Querung von Tälern, ergänzt.

Armaturen und Wassermesseinrichtungen

Im Zuge des Leitungsnetzes sind Schieber, Rückschlagklappen, Rückflussverhinderer, Druckbegrenzer, Entleerungseinrichtungen, Hydranten, Entnahmenventile, Druckmessgeräte und Wasserzähler nach Notwendigkeit erforderlich.

Lokales System

Das Verästelungssystem ist veraltet und besteht aus Hauptleitungen, die kleinere Abgänge haben und sich so immer weiter entwickeln. Am Ende der Leitungen kann es zu stehendem Wasser führen und damit zu Verunreinigungen. Auch ist der Druck zum Ende hin abnehmend, so dass es für Feuerwehren zu Problemen bei der Entnahme von Löschwasser kommen kann. Bei Arbeiten (Sperrungen) an der Leitung ist der gesamte Verlauf dieser Leitung betroffen. Heutzutage wird standardmäßig das Ringleitungssystem verwendet. Prinzipiell gibt es hier keinen Anfang und kein Ende, da Verbindungen untereinander existieren. Der Vorteil gegenüber dem Verästelungssystem ist die Lieferung des Wassers von der „gegenüberliegenden“ Seite bei Arbeiten (Sperrungen) am Leitungssystem.

Literatur

• DVGW e.V.: Wassertransport und -verteilung. Oldenbourg Industrieverlag GmbH., München 1999, ISBN 3-486-26219-X.
• DVGW e.V.: Technische Regel Arbeitsblatt W 400-1, Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen (TRWV) Teil 1: Planung. DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfachs e.V., Bonn 2004, ISSN 0176-3504.
• DVGW e.V.: Technische Mitteilung Hinweis W 401, Entscheidungshilfen für die Rehabilitation von Wasserrohrnetzen. DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfachs e.V., Bonn 1997, ISSN 0176-3490.