PE Abwassersystem erklärt
Ausgangspunkte
Abwassersysteme setzen sich aus dem System aus Entwässerungs- und Lüftungsleitungen innerhalb eines Gebäudes zusammen und enden 0,5 m außerhalb vom Gebäude. Abwassersysteme basieren auf dem Hauptlüftungssystem, bei dem der Wasser- und Luftdurchfluss in ein und demselben Rohr stattfinden. Das Abwassersystem muss vom Dachentwässerungssystem getrennt sein.
Rohrleitungssystem und Fließbedingungen
Für ein ordnungsgemäß funktionierendes Abwassersystem innerhalb vom Gebäude müssen die Fließbedingungen in den verschiedenen Rohrleitungsarten bekannt sein, damit sie in der Auslegung berücksichtigt werden können. Rohrleitungen für Abwassersysteme sind gemäß der Abbildung auf der rechten Seite definiert.
Anschlussleitungen
Eine Anschlussleitung verbindet Entwässerungs-vorrichtungen mit der Sammelleitung, der Fallleitung oder der Grundleitung. Je Anschluss-leitung darf nur eine einzige Entwässerungs-vorrichtung angeschlossen werden. In einem Abwassersystem innerhalb eines Gebäudes kann eine Anschlussleitung sowohl waagerecht als auch senkrecht verlaufen. Im Gegensatz zu Sammelleitungen kann sie auch mit Vollfüllung betrieben werden. Um zu verhindern, dass Geruchsverschlüsse über den Siphon entleert werden, sind für Anschlussleitungen normaler- weise bestimmte Parameter vorgeschrieben. Diese Parameter beziehen sich auf:
- den minimalen Rohrleitungsdurchmesser
- die maximale Rohrleitungslänge
- die maximale Höhendifferenze
Sammelleitungen
Eine Sammelleitung ist eine waagerecht verlaufende Rohrleitung, die Anschlussleitungen mit den Fallleitungen verbindet.
Fallleitungen
Eine Fallleitung ist eine Abflussleitung, die um nicht mehr als 45° von der Senkrechten abweicht. Eine Fallleitung verbindet die Sammelleitung mit der Grundleitung und ist mit einer Entlüftungsleitung ausgestattet.
In einem Abwassersystem muss sich die Auslegung schwerpunktmäßig auf eine Verhinderung von großen Druckunterschieden in Fallleitungen konzentrieren. Druckunterschiede in einer Fallleitung lassen sich durch die Anordnung von anschlussfreien Zonen, angemessene Arten von Anschlüssen für Anschlussleitungen und die richtige Größenauslegung der Fallleitung verringern. In einer Fallleitung entsteht Unterdruck, wenn Abwasser aus einer Anschlussleitung in die Fallleitung gelangt. Je nach Durchflussvolumen verteilt sich das Abwasser allmählich über die gesamte Leitungswand. Aufgrund der Schwerkraft und der Reibung am Rohr erreicht das Abwasser eine maximale Geschwindigkeit und führt die Luft im Kernbereich mit sich. Dadurch können Druckdifferenzen entstehen die sich innerhalb des Systems bis zu einer Stelle über dem Abwassereinlauf fortpflanzt.
- In Fallleitungen mit einer Länge von weniger als 10 m kann mit Hilfe eines Bogens (88,5°) eine Richtungsänderung herbeigeführt werden.
- In Fallleitungen mit einer Länge von mehr als 10 m muss mit Hilfe von 2 x 45°-Bögen, die mit einem Rohrstück von 250 mm verbunden sind, eine Richtungsänderung herbeigeführt werden (siehe Abbildung auf der rechten Seite)*
zu anschlussfreien Zonen und Lüftungsleitungen sowie Mehrfach verzogene Fallleitungen.
Lüftungsleitungen
Eine Lüftungsleitung muss eine ordnungsgemäße Be- und Entlüftung des Abwassersystems innerhalb eines Gebäudes sicherstellen. Die Lüftung ist Bestandteil der Fallleitung, die über die höchste Sammelleitungsanschlussstelle installiert wird und durch die oberhalb der Dachfläche Luft eindringen kann. Dies ist das Prinzip der Hauptlüftung, das mit den im Kapitel über Fallleitungen beschriebenen Druckunterschieden zusammen hängt. In einigen Fällen sind Nebenlüftungsleitungen erforderlich, damit keine großen Druckunterschiede entstehen. Derartige Nebenlüftungsleitungen werden direkt oder indirekt an die Hauptlüftungsleitungen angeschlossen.
Grundleitungen
Eine Grundleitung ist eine waagerecht verlaufende Rohrleitung, die das Abwasser aus Anschluss-leitungen, Sammelleitungen und Fallleitungen sammelt und in das Abwassersystem außerhalb des Gebäudes leitet. Die Grundleitung liegt im Umkreis von 0,5 m zum Abwassersystem innerhalb des Gebäudes.
Fließbedingungen in waagerecht verlaufenden Rohrleitungen
Die Fließbedingungen in waagerecht verlaufenden Rohrleitungen hängen von der Art der einzelnen Abflüsse ab, die wiederum zum Teil oder komplett zusammengeführt werden können. In der Praxis kommt eine Entwässerung in Form von Wellen vor, die rasch ihr maximales Abflussniveau erreichen und anschließend aufgrund der Reibung an den Rohrleitungen und Formteilen auf null zurückgehen. Fließberechnungen sind aus diesem Grunde zwar komplex, erfolgen jedoch vereinfacht in einem System, bei dem die Leitung zu 50% mit Wasser gefüllt ist, ein Gefälle von mindestens 0,5 cm/m besteht und eine minimale Fließgeschwindigkeit von 0,5 m/s gegeben ist.
Nach dem Zufluss einer Pumpentwässerungsvorrichtung muss eine Füllung von 70% zugrunde gelegt werden. Der restliche prozentuale Anteil der Luft kommt mit der Lüftungsleitung unbeschränkt in Berührung, so dass keine großen positiven oder negativen Druckunterschiede entstehen. Zu näheren Einzelheiten siehe DIN 1986-100:2008-5 Kapitel 14.1.5 Bemessung der Sammel- und Grundleitungen.
Eine größere Wahrscheinlichkeit für ein komplett gefülltes System besteht bei einem starken Gefälle, weil durch die hohe Fließgeschwindigkeit dann eine Stauneigung in den Bögen besteht. Außerdem kann das Risiko einer hydraulischen Abdichtung entstehen, wo Rohrleitungen miteinander verbunden werden. Dies gilt sowohl für den Fall von zwei waagerecht verlaufenden Rohrleitungen als auch für den Übergang zu einer Fallleitung. In der DIN 1986-100 wird daher das Gefälle begrenzt und Forderungen für Anschlüsse und Richtungsänderungen vorgegeben.
- Entwässerungsvorrichtungen und Sammelleitungen
Entwässerungsvorrichtungen und Geruchsverschlüsse
Sämtliche Entwässerungsvorrichtungen werden mit Hilfe eines Siphons wie z. B. einem Geruchsverschluss an das Abwassersystem angeschlossen. Die Höhe des Siphons muss mindestens 50 mm betragen, damit der Siphon eine hinreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber den Druckunterschieden im Leitungssystem bietet und nicht entleert wird. Die
Reduzierung der Wasserhöhe im Siphon aufgrund von negativem Druck in der Sammelleitung muss auf 25 mm beschränkt werden.
Anschlussleitungen
Eine Anschlussleitung verbindet die Entwässerungsvorrichtung mit der Sammelleitung. Für sie gelten gewisse konstruktive Beschränkungen, die davon abhängig sind, ob die Anschlussleitung über eine Lüftung verfügt oder nicht.
Eine Anschlussleitung ohne Lüftung darf maximal 4 m lang sein, muss ein Gefälle von mindestens 1 cm/m aufweisen und darf höchstens drei 90°-Bögen besitzen. Die maximale Höhe zwischen dem Ausgangspunkt der Anschlussleitung an der Entwässerungsvorrichtung und der Stelle, an
dem der Abwasserstrom schließlich in die Fallleitung gelangt, muss weniger als 1 m betragen.
Wenn diese Forderung konstruktiv nicht erfüllt werden kann, muss die Anschlussleitung direkt hinter dem Geruchsverschluss belüftet werden.Eine Anschlussleitung mit Lüftung darf maximal 10 m lang sein, muss ein Gefälle von mindestens 0,5 cm/m aufweisen und darf höchstens drei 90°-Bögen besitzen. Die maximale Höhe zwischen dem Ausgangspunkt der Anschlussleitung an der Entwässerungsvorrichtung und der Stelle, an
dem der Abwasserstrom schließlich in die Fallleitung gelangt, muss weniger als 3 m betragen.
- Waagerecht verlaufende Rohrleitungen
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Anschluss an eine waagerecht verlaufende Rohrleitung
Der Anschluss einer Anschlussleitung an eine waagerecht verlaufende Rohrleitung muss mit Hilfe eines 45°-Abzweigs erfolgen, bei dem der Durchmesser des Schafts gleich dem Abzweig-durchmesser ist. Drei Arten von Verbindungen lassen sich unterscheiden.
- Seitliche Verbindung
Wenn die Verbindung einen kleineren Durchmesser aufweist, muss ein
exzentrischer Verlauf herangezogen werden, so dass sich die Unterseiten aller Rohrleitungen auf der gleichen Höhe befinden.
- Schräge Verbindung
Der Durchmesser des Abzweigformstücks kann gleich dem Durchmesser des Anschlusses sein, wenn die Verbindung zwischen 30° und 45° über der Waagerechten liegt.
- Scheitelverbindung
Eine Scheitelverbindung ist nur dann zulässig, wenn der Auslegungsdurchmesser
der Sammel- oder Grundleitung mindestens 100 mm betragen und die Entwässerung aus dem angeschlossenen Rohr nicht
mehr als 1 l/s beträgt.
Mindestabstand zwischen den Anschlüssen an einer waagerecht verlaufenden
Rohrleitung
Mindestabstände sind notwendig, weil der Anschluss das Fließverhalten in der Rohrleitung verändert. Das Fließverhalten nach einem Anschluss wird im Bereich des Mindestabstandes wiederhergestellt.
Allgemeine Mindestabstände
Der Mindestabstand zwischen zwei Anschlüssen an eine waagerecht verlaufende Rohrleitung entspricht dem 5fachen des Innendurchmessers der Sammel- oder Grundleitung. Der Mindestabstand kann dem 2fachen Innendurchmesser entsprechen, wenn die Sammel- oder Grundleitung einen Innendurchmesser > 100 mm aufweist oder wenn am höchst gelegenen Anschluss nicht mehr als 0,75 l/s entwässert werden.
Mindestabstände bei Anschlüssen von Duschen
Im Abstand von 1 m oberhalb eines Duschenanschlusses dürfen keine Toiletten, Geschirrspül- oder Waschmaschinen angeschlossen werden.
Mindestabstände bei Anschlüssen von Toiletten
Oberhalb eines Toilettenanschlusses dürfen nur dann Anschlüsse vorgenommen werden, wenn oberhalb auch eine Lüftungs-leitung vorhanden ist. Im Abstand von 1 m unterhalb eines Toilettenanschlusses dürfen keine Entwässerungsvorrichtungen angeschlossen werden.
Anschlussfreie Zonen
Im Bereich des Übergangs von einer Fallleitung zu einer waagerecht verlaufenden Rohrleitung bestehen anschlussfreie Zonen, wie im Abbildung auf der rechten Seite dargestellt. In niedrigen Gebäuden mit einer Höhe h von weniger als 10 m gilt sowohl für la als auch für lb weiterhin mindestens 1 m.
- Sammelleitungen und Grundleitungen
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Gefälle und Durchmesser
Das Gefälle und der Durchmesser von Sammel- und Grundleitungen sind in der DIN-EN 12056-2 6.6 beschrieben. Hier werden Entwässerungsvolumen, Durchmesser und Gefälle entsprechend der Entwässerungssituation aufgeführt.
Maximale Rohrleitungslängen
Die Länge einer waagerecht verlaufenden Rohrleitung hängt von der angeschlossenen Entwässerungsvorrichtung und vom Gefälle der Rohrleitung ab. Darüber hinaus sind maximale Richtungsänderungen für Kombinationen aus verschiedenen angeschlossenen Entwässerungsvorrichtungen vorgeschrieben. Toiletten haben großen Einfluss auf die
Länge der Rohrleitung, weil sie so geplant werden müssen, dass der Unrat einem bestimmten Gefälle entsprechend nach unten gelangt und die Fallleitung mit einer Spülung erreichen muss. Unter Rohrleitungslänge ist die gesamte Länge von Anschlussleitung und Sammelleitung zu verstehen. Nationale Normen und Richtlinien enthalten typischerweise eine komplette Übersicht über die maximalen Rohrlängen für bestimmte Durchmesser und Rohrgefälle.Die weiter oben beschriebenen Anschlussanforderungen für waagerecht verlaufende Rohrleitungen gelten auch für:
- die Art und Weise, wie Sammelleitungen und Grundleitungen miteinander verbunden werden.
- die Art und Weise, wie Sammelleitungen an Fallleitungen angeschlossen werden.
- die Mindestabstände zwischen Anschlüssen von Anschlussleitungen an Sammelleitungen,
Grundleitungen und Fallleitungen.
- die anschlussfreie Zone in den Übergängen zwischen waagerecht verlaufenden Rohrleitungen
und Fallleitungen bzw. zwischen Fallleitungen und waagerecht verlaufenden Rohrleitungen.
Reduktion der Durchmesser
Sammel- und Grundleitungen dürfen in Entwässerungsrichtung keine Reduzierung der Durchmesser enthalten.
- Fallleitungen
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Anschluss an eine Fallleitung
Der Anschluss an eine Fallleitung muss in einem Winkel zwischen 87,5° und 90° erfolgen. Auf diese Weise wird verhindert, dass eine hydraulische Abdichtung entsteht. Ein verbesserter Zufluss lässt sich erreichen, wenn man für den Zuflussabzweig einen Radius vorsieht.
Mindestabstand zwischen den Anschlüssen an eine Fallleitung
Wenn der Winkel zwischen den Anschlussleitungen kleiner oder gleich 90° ist, gelten keine Einschränkungen für die Höhenunterschiede zwischen den Anschlüssen an die Fallleitung. Ein Höhenunterschied von mindestens 0,2 m muss gegeben sein, wenn der Winkel größer als 90°
ist. Wenn die Anschlussleitungen einander gegenüber liegen (180°), dann muss ein Höhenunterschied zwischen der Entwässerungsvorrichtung und der Anschlussleitung bestehen, der zumindest dem Durchmesser der Anschlussleitung entspricht. Nähere Einzelheiten siehe
DIN 1986-100:2008-5 Kapitel 6.2.1 Bild 7.
- die Länge des Versatzes beträgt nicht mehr als
Versatz in einer Fallleitung
Versatz kann in einer Fallleitung ohne Ausgleichsrohr vorliegen, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
1,5 m.
- der Winkel ist nicht größer als 45°.
- in diesem Segment dürfen in einer Zone von 0,5 m
oberhalb des Versatzes bis 1 m unterhalb des
Versatzes keine Anschlüsse installiert werden.
Wenn der Versatz diese Bedingungen nicht erfüllen kann, lassen sich die entstehenden ruckunterschiede mit Hilfe eines guten Lufttransports durch eine Ausgleichsleitung mindern.Anschluss einer Fallleitung an eine Sammel- oder Grundleitung
Ein Ableitungsrohr muss installiert werden, wenn die Fallleitung nach einer waagerecht verlaufenden Strecke weiter als Fallleitung dient und der höchste Anschluss an die Fallleitung 20 m über der waagerechten Strecke liegt.
Der Fuß der Fallleitung muss aus zwei 45°-Bögen konstruiert werden, zwischen denen ein gerades 250 mm langes Segment angeordnet wird. Dies hat zur Folge, dass die Geschwindigkeitsverminderung weniger abrupt erfolgt, die transportierte Luft leichter entweichen kann und sich der Unterdruck in Grenzen hält.
Jede Fallleitung muss an eine (kombinierte) Lüftungs- oder Ausgleichsleitung angeschlossen werden. Die Ausgleichsleitung, die zwei Teile einer Fallleitung mit Versatz verbindet, muss so konstruiert sein, dass
- sich kein Anschluss im Abstand von kleiner oder gleich 1 m oberhalb und unterhalb des
Übergangs von der Fallleitung zur waagerecht verlaufenden Rohrleitung und umgekehrt
befindet.
- die Ausgleichsleitung in einem nach unten zeigenden Winkel von 45° an die Fallleitung
angeschlossen wird.
- anschlussfreie Zonen den nationalen Normen entsprechen.
- Lüftungsleitungen
Ein Abwassersystem innerhalb eines Gebäudes muss über eine Be- und Entlüftungsleitung verfügen. Jede Fallleitung muss an eine (kombinierte) Lüftungsleitung angeschlossen werden. An eine kombinierte Lüftungsleitung dürfen nicht mehr als 10 Fallleitungen angeschlossen werden. Ein Hauptlüftungssystem beruht darauf, dass Wasser und Luft in ein und derselben Rohrleitung ohne parallele Lüftung transportiert werden.
In Situationen, in denen aufgrund der Gestaltung des Abwassersystems im Gebäudeinneren keine Hauptlüftung vorgesehen werden kann, besteht die Möglichkeit, auf eine Nebenlüftung zurückzugreifen, die eine hydraulische Abdichtung verhindert und unterhalb der letzten, an die waagerecht verlaufende Rohrleitung angeschlossenen Entwässerungsvorrichtung angeordnet ist. Die Nebenlüftungsleitung wird mindestens 1 m über dem Boden an die Fallleitung in einem nach unten zeigenden Winkel von 45° angeschlossen.
Nationale Normen und Richtlinien enthalten weitere Beschreibungen von Vorgaben für den Auslass der Lüftungsleitung.
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