Know-how für die Kontrolle

Für die Dichtheitsprüfung von Abwasserdruckleitungen im Bestand sind keine Regelwerke vorhanden. Folglich wird für Prüfungen stets auf die DIN EN 805 zurückgegriffen. Wenn eine normgerechte Prüfung nicht möglich ist, sollte die Vorgehensweise angepasst werden. Dieser Beitrag schildert das Verfahren und erläutert die wesentlichen Aspekte.

Betreiber von Abwasseranlagen sind nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG, § 61 Abs. 1) verpflichtet, den Zustand und die Funktionsfähigkeit ihrer Anlagen selbst zu überwachen. Diese Pflicht zur Selbstüberwachung gilt sowohl für Freispiegelkanäle und -leitungen als auch für Abwasserdruckleitungen. Auch unterscheidet der Gesetzgeber nicht zwischen öffentlichen und privaten Kanälen und Leitungen.

Die Bundesländer Hamburg, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein haben für die Selbstüberwachung von privaten Abwasserleitungen (und privaten Abwasserdruckleitungen) eigene gesetzliche Regelungen getroffen, die Paragraf 61 WHG konkretisieren. In diesen Ländern müssen private Abwasserleitungen und auch private Abwasserdruckleitungen innerhalb einer festgelegten Frist geprüft und bei Bedarf repariert (saniert) werden. Zur technischen Umsetzung der Zustands- und Funktionsprüfung (Dichtheitsprüfung) wurde in den genannten drei Bundesländern das technische Regelwerk DIN 1896-30 und in Nordrhein-Westfalen zusätzlich die DIN EN 1610 durch Rechtsverordnung als allgemein anerkannte Regel der Technik eingeführt.

Sofern im öffentlichen Bereich eine Druckentwässerung betrieben wird oder zum öffentlichen Kanal kein ausreichendes Gefälle hergestellt werden kann, werden auf privaten Grundstücken auch erdverlegte Abwasserdruckleitungen betrieben. Erdverlegte Druckleitungen sind nach DIN 1986-30 mit einer Druckprüfung entsprechend DIN EN 1610 (nach DIN EN 805) auf Dichtheit zu prüfen. Die Anforderungen nach DIN EN 805 sind in den Regeln DVGW W 400-1 bis DVGW W 400-3 des Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches für die Planung, den Bau, die Prüfung, den Betrieb und die Instandhaltung von Wasserversorgungsanlagen enthalten und können für diese Prüfungen angewendet werden.

Hoher technischer Aufwand

Die Dichtheitsprüfung von privaten Abwasserdruckleitungen mittels optischer Inspektion ist aufgrund der baulichen Randbedingungen mit den derzeit auf dem Markt verfügbaren Techniken häufig nur eingeschränkt oder nur unter hohem technischem und finanziellem Aufwand möglich (sehr kleine Nennweiten, Bögen, keine Zugangsmöglichkeiten). Auch die in Regelwerken beschriebenen Wasserdruckprüfungen können häufig nur unter hohem Aufwand und teilweise nur eingeschränkt zur Anwendung kommen, da die Zugänglichkeiten und Absperrmöglichkeiten eingeschränkt sein können (z. B. nur über den Hauptkanal, keine Absperrschieber vorhanden). Zudem sind einige Prüfverfahren auf Trinkwasserleitungen abgestimmt und für Bauabnahmeprüfungen konzipiert.

Vor diesem Hintergrund sind sowohl seitens der Gemeinden als auch der Grundstückseigentümer und nicht zuletzt auch der ausführenden Unternehmen (Sachkundige Prüfer) weitere Informationen zur Prüfung von privaten Abwasserdruckleitungen gefragt. Insbesondere ist zu klären, inwieweit Prüfungen an bestehenden und neuverlegten erdüberdeckten Abwasserdruckleitungen technisch umgesetzt werden können und welche Prüfverfahren und Prüfkriterien angemessen sind mit Blick auf den Aufwand für die Prüfung und das Risiko für die Entwässerungssicherheit und den Umweltschutz.

Prüfung nach DIN EN 805 sowie DVGW W 400-2

Dichtheitsprüfungen gehören zu den Standardprüfungen im Rahmen einer Bauabnahme von Abwasserfreispiegel- und -druckleitungen nach DIN EN 1610. Allerdings verweist diese Norm für die Anwendung in Abwasserdruckleitungen lediglich auf DIN EN 805 „Anforderungen an Wasserversorgungssysteme und deren Bauteile außerhalb von Gebäuden“. Ebenso wird in der DIN 1671 „Druckentwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden“ im Zusammenhang mit Prüfungen vor Inbetriebnahme einer Leitung auf DIN EN 805 verwiesen.

Das in dieser Norm beschriebene Prüfverfahren ist im DVGW Arbeitsblatt W 400-2 „Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen (TRWV), Teil 2: Bau und Prüfung“ weitergehend beschrieben. Ein eigenes Prüfverfahren für bestehende, erdüberdeckte Abwasserdruckleitungen existiert derzeit nicht. Insgesamt regelt die DIN EN 805 die allgemeinen Anforderungen an Rohrleitungsteile und Wasserversorgungssysteme außerhalb von Gebäuden (z. B. Trinkwasserleitungen, Trinkwasserbehälter) sowie die Anforderungen für Bau, Prüfung und Inbetriebnahme der Leitung.

Das DVGW W 400-2 „Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen (TRWV), Teil 2 Bau und Prüfung:“ enthält unter anderem weiterführende Informationen zu Dichtheitsprüfungen. Dazu zählen Anforderungen an Messgeräte sowie Prüfungen in Abhängigkeit der Rohrwerkstoffe und Nennweiten. Ein Prüfer muss in Anlehnung an die DIN EN 805 diverse Rahmenbedingungen selbst festlegen, während er bei Anwendung des Merkblattes DVGW W 400-2 auf klare Vorgehensweisen zurückgreifen kann.

Angewandte Verfahren für Dichtheitsprüfungen

Für Dichtheitsprüfungen an Druckleitungen werden in DVGW W 400-2 und DIN EN 805 mehrere Verfahren beschrieben. In dem Regelwerk DVGW W 400-2 wird zwischen dem beschleunigten Normalverfahren, dem Kontraktionsverfahren und dem Normalverfahren unterschieden. Alle drei Prüfverfahren werden entweder nach dem Wasserverlustfahren oder dem Druckverlustverfahren durchgeführt.

In der DIN EN 805 werden die Leitungen nach dem Kontraktionsverfahren oder dem Druckprüfverfahren (unterteilt in Wasser- oder Druckverlustmethode) auf Undichtheiten untersucht. Mit der Wasserverlustmethode können genauere Ergebnisse erzielt werden, da diese Methode deutlich unempfindlicher im Bezug auf Lufteinschlüsse ist. Im Vergleich zur Druckverlustmethode müssen die eingesetzten Geräte bei der Wasserverlustmethode viel präziser messen.

Das beschleunigte Normalverfahren wird für Leitungen aus duktilem Gusseisen und Stahl mit Zementmörtelauskleidung bis DN 600 eingesetzt. Bei der Druckverlustmethode liegt der maximale Systemprüfdruck bei 21 bar. Das Kontraktionsverfahren wird für Kunststoffrohre aus PE 80, PE 100 und PVC-U genutzt. Das Normalverfahren wird für alle Nennweiten und alle anderen Rohrwerkstoffe mit und ohne Zementmörtelauskleidung verwendet.

Die DVGW W 400-2 empfiehlt bei Rohrleitungen aus PE, PE 100 (SDR 17) sowie PVC- Rohren mit einem Volumen größer als 20 Kubikmeter und Rohrleitungen mit Zementmörtelauskleidung größer als DN 600 die Prüfung nach dem Normalverfahren. Im Gegensatz zum Regelwerk unterscheidet die Druckprüfung nach DIN EN 805 weder zwischen Rohrmaterialien noch zwischen Nennweiten. Die Druckprüfung kann ebenfalls mit dem Wasser- oder Druckverlustverfahren durchgeführt werden. Alternativ findet bei Rohren mit viskoelastischem Verhalten das Kontraktionsverfahren sein Einsatzgebiet.

Ablauf der Prüfung

Bei Dichtheitsprüfungen werden Rohrleitungen entweder in Prüfabschnitte unterteilt oder im Ganzen geprüft. Die Prüflänge liegt je nach örtlichen Gegebenheiten bei etwa 500 Meter für kleine Rohrnennweiten in Versorgungsnetzen und bei etwa 1500 Meter für Transportleitungen.

In der DIN EN 805 wird bei Prüfungen zwischen MDP (engl. Maximum Design Pressure = Höchster Systembetriebsdruck), STP (engl. System Test Pressure = Systemprüfdruck) und OP (engl. Operating Pressure = Betriebsdruck) unterschieden. Alle Prüfverfahren sind in ihrem Ablauf identisch aufgebaut. Sie bestehen aus den Phasen Vorprüfung, Druckabfallprüfung und Hauptprüfung. Darüber hinaus sind die Messgeräte am niedrigsten Punkt des Prüfabschnittes anzubringen.

Sinn und Zweck der Vorprüfung liegen darin, den Rohrleitungsabschnitt nach dem Abklingen der anfänglichen Spannungen zu stabilisieren. Die Rohrleitung ist in eine geeignete Länge aufzuteilen und möglichst vom Tiefpunkt aus vollständig mit Wasser zu füllen. Dabei sind die Entlüftungsventile geöffnet, damit die Luft entweichen kann. So wird die Rohrinnenfläche ausreichend mit Wasser, besonders bei wasseraufnehmenden Rohrwerkstoffen, gesättigt. Zudem wird die druckabhängige Zunahme des Volumens bei flexiblen Rohren vorweggenommen. Beim Auftreten von Undichtheiten oder unzulässigen Lageveränderungen sind die Prüfung abzubrechen, der Prüfabschnitt zu entspannen und die Ursachen zu beseitigen.

Mit der Druckabfallprüfung wird in der Leitung die vorhandene Luft bestimmt. Ein schlecht entlüfteter Prüfabschnitt kann mehrere Lufteinschlüsse aufweisen, die das Prüfergebnis verfälschen können. Eingeschlossene Luft kann demnach Undichtheiten überdecken oder Leckagen im Ergebnis anzeigen.

Ein wichtiges Kriterium für die Hauptprüfung besteht darin, dass sie erst begonnen werden kann, nachdem die Vorprüfung und die Druckabfallprüfung bestanden sind. Die Hauptprüfung dient zur Beurteilung der Dichtheit des Prüfabschnittes. Einflüsse großer Temperaturänderungen sind zu berücksichtigen. Nach DVWG W 400-2 ist besonders bei Kunststoffleitungen zum Beispiel aus PE darauf zu achten, dass die Außentemperatur der Rohrwandung nicht größer als 20 Grad Celsius ist. Während der Hauptprüfung sollte die Anfangs- und Endtemperatur keine großen Unterschiede aufweisen. Sofern alle drei Prüfungen bestanden sind, gilt der Prüfabschnitt als dicht.

Falls die Prüfung nicht bestanden ist, muss die gesamte Druckprüfung abgebrochen, die Rohrleitung entspannt und im Anschluss noch einmal entlüftet werden.

Wichtige Aspekte bei der Dichtheitsprüfung

Für die Dichtheitsprüfung von Abwasserdruckleitungen im Bestand sind, wie bereits erwähnt, keine Regelwerke vorhanden. Folglich wird für Prüfungen stets auf die DIN EN 805 zurückgegriffen. Sollte jedoch eine Dichtheitsprüfung nach DIN EN 805 durchgeführt werden, ist eine Reihe an Prüfungsvorbereitungen zu treffen. Diese Vorbereitungen haben zur Folge, dass eine Prüfung für bestehende Abwasserdruckleitungen zu einem hohen Risiko für die gesamte Anlage führen kann. Teilweise ist es technisch erst gar nicht möglich, eine Prüfung normgerecht durchzuführen, sodass die Vorgehensweise angepasst werden sollte. Einzelne Aspekte werden im Folgenden aufgeführt und kommentiert:

Auswahl des Prüfverfahrens

An der Druckleitungsteststrecke des Instituts für Unterirdische Infrastruktur (IKT) in Gelsenkirchen wurden vier Unternehmen für Dichtheitsprüfungen aus dem Freispiegel- sowie Druckbereich mit Prüfungen an der Strecke beauftragt. Ausgangspunkt war eine Marktrecherche (Internet, Messebesuche) mit anschließender Angebotsanfrage bei mehr als zehn Firmen, die explizit auf ihre Kompetenz im Bereich Dichtheitsprüfung hinweisen.

Während der Prüfungen durch die Dienstleister konnte jedoch festgestellt werden, dass drei der vier beauftragten Dienstleister unzureichende Kenntnisse über die Art der Durchführung von Dichtheitsprüfungen für Abwasserdruckleitungen sowie die Interpretation der Ergebnisse haben. Teilweise konnten die Dienstleister nicht zwischen den einzelnen Prüfmethoden unterscheiden.

Sättigung der Rohrauskleidung

Eine Sättigung der Rohrauskleidung ist zwingend notwendig. Betrachtet man jedoch den Großteil der bestehenden Abwasserdruckleitungen, so fällt auf, dass eine vollständige Sättigung der Rohrauskleidung aufgrund fehlender Be- und Entlüftungsventile nicht erfolgen kann.

Temperatureinfluss minimieren

Gemäß Prüfnorm sollte der Temperatureinfluss minimiert werden (z. B. bei Kunststoffleitungen unter 20 Grad Celsius). Jenseits der 20 Grad kann eine Leitung ungewollte Dehnungen erfahren, sodass eine normgerechte Prüfung nicht mehr möglich ist.

Befüllen, entlüften und spülen

Zur Prüfung einer Abwasserdruckleitung ist diese zunächst zu spülen. Die Praxis zeigt jedoch, dass Spülmöglichkeiten kaum bis gar nicht vorhanden sind. Hierzu sind dementsprechend Anlagen nachzurüsten. Ebenso fehlen derzeit Erfahrungen im Hinblick auf einzelnen Reinigungsverfahren.

Bezüglich der Befüllung von Leitungen ist festzuhalten, dass zum einen Anschlussmöglichkeiten fehlen und zum anderen die Frage auftritt, mit welchem Medium die Leitung befüllt werden sollte. Nach DIN EN 805 werden Leitungen (Neubau) mit Trinkwasser geprüft. Im Einzelfall ist also zu prüfen, ob eine Befüllung mit Trinkwasser für Bestandsprüfungen wirtschaftlich tragbar wäre. Sollte eine Befüllung mit Abwasser erfolgen, ist nicht sichergestellt, ob Reststoffe eventuell zu Verstopfungen zum Beispiel in Armaturen führen können. Erfahrungen diesbezüglich sind derzeit noch nicht bekannt.

Eine Entlüftung der Leitung ist für die Aussagekraft der Prüfergebnisse zwingend notwendig. Aufgrund der möglichen Hochpunkte im Verlauf einer Abwasserdruckleitung sind an diesen Hochpunkten Be- und Entlüftungsventile notwendig. Die Praxis zeigt, dass solche Ventile kaum verbaut wurden. Spätestens im Zuge der notwendigen Entlüftung einer Leitung kann die Prüfung daher nicht mehr korrekt durchgeführt werden.

Prüfabschnitt festlegen

Nach den hier vorgestellten Regelwerken sollten Prüfabschnitte definiert werden. Viele bestehende Leitungen verfügen jedoch über keine Zwischenabschnitte. Fehlende Revisionsschächte führen auch hier zu einer Nichteinhaltung der Regelwerke.

Systemprüfdruck festlegen

Der Systemprüfdruck stellt eine der wichtigsten Größen der Dichtheitsprüfung dar. Problematisch erweist sich dieser Prüfdruck jedoch für bestehende Leitungen. Die Norm definiert hier eindeutig zwei mögliche Systemprüfdrücke, die jedoch im Normalfall für Neubauten gelten sollen. Diese belaufen sich, je nach Betriebsdruck, auf entweder das 1,5-fache des Betriebsdrucks oder auf einen Aufschlag von + 5 bar auf den Betriebsdruck.

Hier stellt sich die Frage, ob öffentliche oder private Betreiber von Abwasserdruckleitungen eine alte bestehende Leitung mit zum Beispiel dem 1,5-fachen des Betriebsdruckes prüfen würden. Das IKT hat hierzu Untersuchungen durchgeführt, die zumindest für PE-Leitungen (DN 150, 27 m Länge) zeigen, dass unterschiedliche Drücke (von 4 bar bis 8 bar) in Anlehnung an die Norm stets die gleichen Ergebnisse hinsichtlich der Dichtheit geliefert haben. Eine Prüfung mit dem Betriebsdruck wird daher empfohlen, um weitere Schäden an bestehende Leitungen zu vermeiden.

Lage und Verlauf der Leitung

Viele Abwasserdruckleitungen sind bis heute kaum erfasst worden. Experteninterviews haben gezeigt, dass Betreiber gar nicht genau wissen, wo sich ihre Leitungen überhaupt befinden. Meistens ist weder die Tiefenlage noch die genaue Position bekannt. Gerade der Verlauf ist wichtig, da Bögen durchaus für die Berechnung der so wichtigen Druckstöße maßgebend sind, welche wiederum zur Bestimmung des Systemprüfdrucks herangezogen werden müssten.

Schlussfolgerungen

Eine Dichtheitsprüfung nach DIN EN 805 stellt gerade für bestehende Abwasserdruckleitungen ein Problem dar. Teilweise ist es technisch erst gar nicht möglich eine Prüfung normgerecht durchzuführen, sodass die Vorgehensweise angepasst werden sollte. Hierzu hat sich beispielsweise gezeigt, dass einzelne Abwassernetzbetreiber anstelle einer Dichtheitsprüfung eine vereinfachte Prüfung ihrer Leitungen vornehmen können.

Eine vereinfachte Prüfung sollte nur dann durchgeführt werden sollte, wenn eine Dichtheitsprüfung nach DIN EN 805 technisch nicht ausführbar ist und eine Umrüstung der gesamten Anlage zu einer unwirtschaftlichen Lösung führen könnte.

Sissis Kamarianakis

Der Autor
Dr.-Ing. Sissis Kamarianakis ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Leiter Internationale Projekte und Weiterbildung beim Institut für unterirdische Infrastruktur (IKT) in Gelsenkirchen

Info: Druck-Entwässerungs-Congress 2017

Der zweite Druck-Entwässerungs-Congress des Instituts für Unterirdische Infrastruktur findet am 26. und 27. April 2017 in Heidelberg statt. Im Mittelpunkt stehen praktische Fragen der Dichtheitsprüfung von Abwasserdruckleitungen.

Der DEC 2017 bietet einen Mix aus praxisorientierten Fachvorträgen, Erfahrungsberichten von Netzbetreibern und anschaulichen Vorstellungen von Produkten aus allen Bereichen von Reinigung über Inspektion bis zu Dichtheitsprüfung, Reparatur und Sanierung.

Programm und Anmeldung DEC 2017

Bei der ersten Veranstaltung im vergangenen Jahr wurden mehr als 150 Teilnehmer und rund 20 Aussteller verzeichnet. – Rückblick des Veranstalters auf den Kongress 2016