Anders denken – Innovative Systeme für Klimawandel und Urbanisierung

Dienstag, 20. April 2021

Nachhaltige Infrastrukturlösungen

Moderne Städte sicher und nachhaltig planen.

Die unterirdischen Ver- und Entsorgungsleitungen sind das Fundament für unser modernes Leben. Doch damit die Systeme auch für kommende Generationen zuverlässig und sicher funktionieren, müssen Netzbetreiber und Entscheider im Tiefbau die sich verändernden Randbedingungen in den Blick nehmen. Gefragt sind heute innovative und nachhaltige Lösungen, die den Anforderungen infolge zunehmender Urbanisierung, Versiegelung, Starkregenereignisse und Trockenphasen gewachsen sind.

Zustand der unterirdischen Infrastruktur

Laut Statistischem Bundesamt beträgt die Gesamtlänge der öffentlichen Kanalisation in Deutschland mehr als 594.000 km und ist damit über 1,5 fach so lang wie die Entfernung zwischen der Erde und dem Mond. Die Bilanz, die der Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA) nach der Auswertung seiner jüngsten Umfrage zum Zustand der Kanalisation in Deutschland zieht, ist allerdings durchwachsen: Man habe viel erreicht, es sei andererseits aber auch noch viel zu tun. Hochrechnungen auf Basis der Umfrageergebnisse zeigen, dass sich über ein Viertel des deutschen Kanalnetzes aktuell in einem sehr guten Zustand befindet: 26,9% der Kanäle weisen demnach keine Mängel auf. Auf der anderen Seite gibt es aber 18,7% der Kanäle, die kurz- bis mittelfristig saniert werden müssen. Dies stellt zwar eine leichte Verbesserung gegenüber 2013 dar, als diese Zahl noch mit 19,4% beziffert wurde. Dennoch steht fest, dass die gegenwärtige Sanierungsrate von jährlich rund einem Prozent des Netzes nicht ausreicht, um die unterirdische Infrastruktur langfristig zu verbessern. Dies betont auch Prof. Uli Paetzel, Präsident des DWA: „Die Daten zeigen, dass der finanzielle Aufwand für die Sanierung in den nächsten Jahren noch weiter gesteigert werden muss, um die Substanz auch für die kommenden Generationen zu erhalten.“

Wenn man die heutigen, sich ändernden Rahmenbedingungen einkalkuliert, gehen die Aufgaben von Netzbetreibern und Entscheidern im Tiefbau allerdings noch weit über den bloßen Erhalt im Sinne regelmäßiger Reinigung, Zustandskontrolle, Instandhaltung und Sanierung der Ver- und Entsorgungsleitungen hinaus: Wachsende Städte, zunehmende Bodenversiegelung, Starkregenereignisse und Dürrephasen machen ein vorausschauendes Konzept erforderlich, um die Versorgung mit Trinkwasser, den Umgang mit Regenwasser und die Abwasserentsorgung auch langfristig verantwortungsvoll zu gestalten. Die Wavin GmbH aus Twist, bietet hier langlebige Produktlösungen für funktionssichere, wirtschaftliche und vor allem nachhaltige Anwendungen, die auch den künftigen Anforderungen Rechnung tragen.

Folgen durch städtische Agglomeration

Der (weltweite) Trend zur Urbanisierung, der auch in Deutschland dazu führt, dass junge Menschen zunehmend den ländlichen Raum verlassen und in Städte ziehen, ist nur eine der Herausforderungen für die leitungsgebundene Infrastruktur. Erst kürzlich haben Forscher des Dresdener ifo-Instituts in einer Studie belegt, dass der Anteil der Landbevölkerung in Deutschland auf dem niedrigsten Stand seit 1871 ist. Die Landflucht und die Konzentration auf Metropolen haben erhebliche Auswirkungen auf die Auslastung der Ver- und Entsorgungsleitungen. Während auf dem Land Kanäle verstopfen und sich durch biogene Schwefelsäure vermehrt unangenehme Gerüche entwickeln, weil nicht mehr genug Abwasser fließt, ist in den Städten die Gefahr einer Überlastung gegeben.

Hinzu kommt die mit der städtischen Agglomeration einhergehende, zunehmende Flächenversiegelung infolge des erhöhten Wohnraumbedarfs. Dies beeinflusst auch den Abflussprozess des Niederschlagswassers stark: Dadurch, dass das Oberflächenwasser nicht mehr ausschließlich ortsnah versickern kann und stattdessen vermehrt in die Kanalisation eingeleitet werden muss, erhöht sich die hydraulische Belastung der Entwässerungssysteme. Dieses Problem stellt sich allerdings nicht nur in Städten. Auch in weniger dicht besiedelten Gegenden gewinnt eine vorausschauende Regenwasserbewirtschaftung an Bedeutung. Der Grund hierfür liegt an den Folgen des Klimawandels: Lange Trockenphasen und steigende Temperaturen führen dazu, dass sich der Wassermangel im Boden gleich durch mehrere Schichten zieht – in diesem Fall spricht man von Dürre. Der Boden wird hart und verkrustet. Je trockener er jedoch ist, desto schlechter nimmt er Wasser auf. Die Niederschläge fließen dann einfach an der Oberfläche ab, ohne in das Erdreich einzusickern.

Verstärkt wird das Problem durch den häufiger werdenden Starkregen. Die dabei anfallenden Niederschlagsmassen übersteigen das Fassungsvermögen der Kanalisation oft um ein Vielfaches, führen zu Überschwemmungen und erhöhen die Gefahr, dass ungereinigte Straßenabwässer in die Gewässer gelangen.

Systemlösungen für die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung

Vor diesem Hintergrund kommen Anlagen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung eine immer größere Bedeutung zu: Systemlösungen zur Sammlung, zur sukzessiven Versickerung oder Speicherung sowie zur gedrosselten Ableitung bzw. Behandlung von Regenwasser sind heute wichtiger denn je und als Bestandteil eines vorausschauenden Managements nicht wegzudenken. Mit Wavin haben Netzbetreiber einen Partner an ihrer Seite, der sich mit seinen innovativen Systemlösungen dieser Aufgabe bewusst ist und Verantwortung für eine nachhaltige Zukunftsgesellschaft übernimmt.

Wie wichtig neben einer fachgerechten Bauausführung auch der Einsatz aufeinander abgestimmter Systemkomponenten sowie geeigneter Materialien und Werkstoffe ist, zeigen die im Rahmen der DWA-Umfrage gemeldeten strukturellen Schäden an Abwasserkanälen: Die meisten Probleme verursachen demnach „einragende oder schadhafte Anschlüsse“ (27,3% der festgestellten Schäden), gefolgt von „Rissbildung“ (25,7%). Aber auch „verschobene oder einragende Dichtungen“, „Oberflächenschäden“ und „Rohrbruch/ Einsturz“ gehören zu den häufigen Schadensbildern am Kanalbau. Betriebliche Einschränkungen entstehen dagegen vor allem durch Wurzeln (33,7%), anhaftende Stoffe (20,5%) und Ablagerungen (16,6,%).

Diese Schäden haben zum Teil erhebliche Auswirkungen, die über eine mangelhafte Hydraulik weit hinausgehen: Marode und schlecht konzipierte Abwassersysteme verschmutzen durch Leckagen das Grundwasser; durch Hohlraumbildung kann es außerdem zu Einbrüchen der Oberflächen kommen.

Kunststoffrohre sind im Kommen

Hochwertige Materialien und Systemlösungen können helfen, teure Schäden zu vermeiden. Wie die auf der DWA-Umfrage basierende Hochrechnung der Materialverteilung für Deutschland zeigt, ist der größte Anteil der Kanalisation (39,3%) weiterhin aus Beton gefertigt. Dahinter folgt Steinzeug mit 30,8%. Der Einsatz von Kunststoff hat in den letzten Jahren jedoch zugenommen und liegt derzeit bei 17,7%. Viele Netzbetreiber schätzen den Werkstoff mittlerweile wegen seiner Langlebigkeit und Zukunftssicherheit.

Gegenüber Beton bieten die glatten, porenfreien Kunststoffrohre enorme Vorteile, da sie die Gefahr von Ablagerungen, Korrosion durch biogene Schwefelsäure sowie das Einwuchsrisiko von Wurzeln minimieren. Das geringe Eigengewicht ermöglicht darüber hinaus den Einsatz von großen Baulängen, was in Kombination mit angeformten Muffen-Verbindungen potentielle Schwachpunkte der Rohrleitung reduziert. Eine optimale Hydraulik der Wavin-Produkte selbst bei geringem Gefälle und eine durchdachte Dichtkonstruktion sind weitere Garanten für einen langen Abschreibungszeitraum der Rohrleitungen. Auch auf der Baustelle erweist sich der robuste Werkstoff Kunststoff als vorteilhaft, da er schnell und kostengünstig verlegt werden kann.

Umweltfreundliches Verlegeverfahren

Auch Grabenlose Verlegeverfahren sind mit Kunststoffrohren möglich. Während sich in dicht besiedelten Innenstädten auf diese Weise Baumaßnahmen gleichermaßen platz- und lärmsparend wie wirtschaftlich ohne größere Beeinträchtigungen des täglichen Lebens realisieren lassen, bietet das Verfahren im ländlichen Bereich den Vorteil, dass große Entfernungen ohne Aushub überbrückt werden können. Die grabenlose Verlegung von Kunststoffrohren ist damit nicht nur kostengünstig und schnell, sondern auch umweltfreundlich: Zum einen entfällt der Transport von Aushub zur Zwischenlagerung, wodurch weniger Emissionen entstehen. Zum anderen ist das Verfahren auch mit Blick auf Oberflächen und Verfüllmaterial ressourcenschonend.

Ein weiteres ökologisch relevantes Argument besteht darin, dass der Werkstoff zu 100% recycelbar ist.

Nur mit dauerhaft dichten, wartungsarmen und funktionsfähigen Kanalnetzen sowie langlebigen Werkstoffen lässt sich eine Verstetigung der Gebühren für die Netzteilnehmer erreichen. Auch diesen Aspekt gilt es zu berücksichtigen, wenn die Nachhaltigkeit der leitungsgebundenen Infrastruktur sichergestellt sein soll.

Wavin leistet mit seiner ausgereiften Werkstofftechnologie und mit seinen innovativen Systemlösungen, die für aktuelle und künftige Anforderungen konzipiert wurden, die Voraussetzungen für eine verlässliche Ver- und Entsorgungssicherheit in Gegenwart und  Zukunft und einen nachhaltigen Umgang mit Regenwasser.