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GERMAN WATER and ENERGY GROUP
Symposium 12. Berlin-Brandenburger Brunnentage 23.05. & 24.05.2016
„Edel & Stark“Gestiegene Anforderungen an
Brunnenausbaumaterialien
Vortragsinhalte
− Anforderungen an Brunnenausbaumaterialo Hygiene
o Regelwerk
o Technik
− Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterialo Internationalisierung
o Werkstoffe
o Verbindungstechnik
o Filterrohrsysteme
o Festlegung der neuen Standards
− Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Hygiene -
„Trinkwasser muss so beschaffen sein, dass durch seinen
Genuss oder Gebrauch eine Erkrankung des Menschen nicht zu
besorgen ist.“
Übrigens:Diese Forderung bezieht sich auf alle Materialien und Verfahrenstechniken, die beim Bau und im Betrieb des Brunnens zum Einsatz kommen!
„Der Bauherr erwartet von dem Brunnenausbaumaterial, dass es den
ausgesetzten Belastungen zu jeder Zeit Stand hält und auf Dauer eine
sichere und ungestörte Wasserentnahme garantiert.“
Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Technik -
Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Zusammenfassung -
Hygiene− KTW-Empfehlung
− DVGW W 270 (Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich - Prüfung und Bewertung)
Technik− Langlebigkeit
− stabil gegenüber dynam. und stat. Belastungen beim Einbau und im Betrieb
− Sandfreie Wasserförderung
− Geringe Filtereintrittswiderstände
− Abdichtung gegenüber Fremdwasserzutritten
− Korrosionsbeständigkeit (chemische Beständigkeit)− Regenerier- und Rückbaubarkeit
− etc.
Regelwerke und Normen- DVGW Regelwerke
- DIN Normen
Hygiene− KTW-Empfehlung
− DVGW W 270
Technik− Langlebigkeit
− stabil gegenüber dynam. und stat. Belastungen beim Einbau und im Betrieb
− Sandfreie Wasserförderung
− Geringe Filtereintrittswiderstände
− Abdichtung gegenüber Fremdwasserzutritten
− Korrosionsbeständigkeit (chemische Beständigkeit)
− Regenerier- und Rückbaubarkeit
− etc.
Regelwerke und Normen- DVGW Regelwerke
- DIN Normen
Gestiegene
Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Internationalisierung -
Hygiene:
- KTW, KIWA (NL), ACS (F), BS 6920 (GB), FDA,NSF,�
- DVGW W 270, ATP (NL), MDOD (GB), �
Probleme:
− Organoleptische (Geruch, Geschmack) und Migrationsanforderungen (TOC,
Chlorzehrung, Metalle usw.) sind noch länderspezifisch geregelt.
− Die mikrobiologischen Anforderungen liegen im europäischen Wettbewerb
(siehe oben)
− Rohstoff-Positivlisten sind nicht deckungsgleich und erschweren erheblich
die Variationsmöglichkeiten.
„Nationale (Hygiene-) Zertifikate werden international häufig
nicht anerkannt“.
Entspannung???
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Internationalisierung -
Status:
- Nationales Regelwerk mit hohen Qualitätsstandards
- Außerhalb D-A-CH deutlich geringeres Qualitätsniveau
- Erster europäischer Normungsvorstoß aus Frankreich
- In internationalen Ausschreibungen Anforderungen nach ASTM- und API-
Standards
„Der deutsche Brunnenbau ist mit seinen Normen und Regel-
werken auch international gefragt“.
Regelwerke und Normen
- DVGW Regelwerke
- DIN Normen
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Internationalisierung -
- Werkstoffe
- Verbindungstechnik
- Fiterrohrsysteme
Status:
Regelmäßige Anpassung der Produkte durch:
− Gestiegene Anforderungen der Brunnenbauer und -Betreiber
− Neue Fertigungsmöglichkeiten der Hersteller
− Neue Werkstoffe bzw. bessere Werkstoffverfügbarkeit
− Erfahrungen aus der Vergangenheit
Standard vs. Sonderlösung“ – (Fast) alles ist möglich.
„
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Technische Entwicklung -
PVC-U:
− Diskussionen der 80er und 90er Jahre sind insbesondere für die
Verwendung von PVC-U als Brunnenausbaumaterial verstummt
− Rohre aus PVC-U sind:
− frei von Weichmachern− haben keine Bleistabilisatoren
− PVC-U erfüllt alle hygienischen Anforderungen (KTW, W270)
Stahl -verzinkt:
- Spielt im Brunnenbau zur Wasserversorgung keine Rolle mehr
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Werkstoffe -
Stahl -kunststoffbeschichtet:
− Beschichtungssysteme, wie z.B. HAGULIT® erfüllen alle hygienischen
Anforderungen (KTW, W270).
− Die weltweite Verbreitung von rostfreien Edelstählen drängt die Verwendung
von kunststoffbeschichteten Brunnenausbaumaterialien in den Hintergrund
Edelstahl -rostfrei:
− Edelstahl rostfrei hat sich (in Deutschland) zum absoluten Standardmaterial
für Brunnenausbaumaterialien entwickelt
− große Vielfalt an Edelstahllegierungen und -Materialien
− gute Verfügbarkeit
− z.Zt. gutes Preis-/Leistungsverhältnis
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Werkstoffe -
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Vielfalt der austenitischen Edelstähle -
PVC-U:
− Gewindeverbindung nach DIN 4925 setzt sich im Standardbereich durch
− Für Einschubverrohrungen stehen schlanke herstellerspezifische TNA-
Gewindeverbindungen zur Verfügung
− Bei hohen Anforderungen an Dichtheit muss auf herstellerspezifische Ver-
bindungssysteme zurückgegriffen werden
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Verbindungstechnik -
DIN 4925 SBF-NORIP® NORESTA®
Stahl- und Edelstahl rostfrei:
− Bis DN 500 setzt sich die zugfeste Steckmuffenverbindung nach DIN 4922-4
durch
− Bei größeren Nennweiten wird auf die Flanschverbindung nach DIN 4922-3
zurückgegriffen
− Höhere Anforderungen an Tragfähigkeit und Dichtheit werden durch
herstellerspezifische Verbindungssysteme erfüllt.
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Verbindungstechnik -
PVC-U:
− Geschlitzte Filterrohre nach DIN 4925
− Kiesbelagfilter spielen keine Rolle mehr
− Herstellerspezifische Hochleistungsschlitzungen gehen immer zu Lasten der
Stabilität
− Für noch größere freie Eintrittsflächen und kleinere Spaltweiten stehen
herstellerspezifische Lösungen zur Verfügung, wie z.B. PVC-Wickeldrahtfilter
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Filterrohrsysteme -
Hochleistungsschlitzung PVC-Wickeldrahtfilter
Schlitzbrückenfilter:
− Einsatz in Brunnen mit groben Kiesschüttungen und geringem
Regenerierungsbedarf
Edelstahl-Wickeldrahtfilter:
− Hohe freie Eintrittsflächen selbst bei kleinen Spaltweiten
− Sehr gute Regenerierbarkeit durch 360° Zugang zur Kiesschüttung
− Hohe axiale Zug- und Druckfestigkeiten und hohe Außendruckfestigkeit
möglich
− Wickeldrahtfilter haben sich in Deutschland zum absoluten Standard für
Brunnenfilter entwickelt
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Filterrohrsysteme -
DIN 4925:
Die aktuelle Ausgabe der DIN 4925 Filter- und Vollwandrohre aus PVC-U wurde
im Jahr 2013 redaktionell überarbeitet
DIN 4922:
Stahlfilterrohre für Brunnen, Teil 1 – 4, wird zusammengefasst in die neue DIN
4900 Teil 1, Vollwandrohre und Schlitzbrückenfilter
− Einführung von ISO-Rohrabmessungen− Entfall der Verbindungsarten Schweißlasche, Schraublasche und Gewinde− Werkstoffe Stahl reduziert auf Stahl kunststoffbeschichtet und rostfreier
Edelstahl
DIN 4935:
Wickeldrahtfilter aus nichtrostendem Stahl, Teil 1 – 3, wird zusammengefasst in
die neue DIN 4900 Teil 2
− Gewindeverbindung analog zu DIN 4900 Teil 1− Reduzierung der Ausführungsarten
Gestiegene Anforderungen an Brunnenausbaumaterial
- Festlegung der neuen Standards -
Globale Wasserverteilung
Globale Wasserverteilung
Brunnenfeld
� 55 Förderbrunnen 400 – 600 m
� 9 Monitoringbrunnen 400 – 600 m
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Disi - Amman Projekt, Jordanien -
Design der Förderbrunnen
0 – 40 m : 26“ Conductor Casing
0 – 300 m : 18 5/8“ API Casing
280 – ET : 10 3/4“ Casing & Screen
stainless steel AISI 304L
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Disi - Amman Projekt, Jordanien -
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Disi - Amman Projekt, Jordanien -
Filterspezifikationen
Zugfestigkeit: 96 to
Aussendruck-
festigkeit: 800 psi (55 bar)
Spaltweite: 0,75 mm
Verbindungs-
technik: API-STC
Abnahme: 100% Sichtkontrolle
10% Röntgenprüfung
der Schweißnähte
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Disi - Amman Projekt, Jordanien -
Overshot:
oberer Abschluss des Production-Liners
Drilling - Completion Well data
1. 0 - 40 m, Drilling 34”, Casing 28 “
2. 40 - 450 m, Drilling 24”, Casing 20”, temporarily Casing 13 3/8”
3. 450 - 1500 m, Drilling 12 ¼”, Casing 9 5/8” with Liner Hanger 9 5/8” x 20”
4. 1500 - 1900 m, Drilling 8 ½”, Casing 7” with Liner Hanger 7” x 9 5/8”, Screen 7” Stainless steel
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- 6 Tiefbrunnen mit Edelstahlausbau -
Liner-hanger Systeme
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- 6 Tiefbrunnen mit Edelstahlausbau -
11 Brunnen zur Injektion und Förderung von Süßwasser aus einem Aquifer
− PVC Filter- und Vollwandrohre DN 300− Pumpensteigrohre DN 100 Hagulit® beschichtet− PVC Injektionsrohre DN 80 − PVC Monitoring Rohre DN 35 für Datenlogger zur Messung von Temperatur, Leitfähigkeit und
Wasserspiegel
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Salzwasserbarriere in Barcelona -
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Hangentwässerung in Lohme, Insel Rügen -
• gerichtete Entwässerungsbohrungen in Richtung Küste
• 4 x 130 m lange Bohrungen
• Aufweiten der Bohrungen mit gleich-zeitigem Einzug der Entwässerungs-leitungen
• Edelstahlwickeldrahtfilter DN 150 mit angebundenen PE-Vollwandrohren DN 150
• Zugkraft ~ 10 to
Akute Erdrutschgefahr durch Starkregenereignisse und ansteigende Grundwasserstände
Anbindung des Filters an HDPE Leitung
Zugfestigkeit >15 to
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Hangentwässerung in Lohme, Insel Rügen -
Einzug der Filterstrecke mit
angeschlossener PE Leitung
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Entwässerungsbrunnen in einer Mine -
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Entwässerungsbrunnen in einer Goldmine -
Die Herausforderung:
• Regelmäßige Sprengarbeiten in
Brunnennähe
• Wasserqualität pH Wert 2 – 4
• Einbautiefe 500 m
Die Lösung:
• Schlitzbrückenfilter DN 350 in AISI 316
• Vollwandrohre HAGULIT® beschichtet
DN 350
• Außendruckfestigkeit 54 bar
• Zugfestigkeit > 50 to
• Stranggewicht ~ 37,5 to
• Spezialbrunnenkopf für UEE Anlagen
• Forderung nach einem Innendruckdichten
Rohrsystem
bis 5 bar
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Wasserwerksbrunnen mit Insitu-Enteisenung -
Wickeldrahtfilter DN 400, Gewebekorb, Glaskugeln
Druckrohrsystem NORESTA®DN 400
Praxisbeispiele für hohe Anforderungen
- Wasserwerksbrunnen mit in situ Enteisenung -
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Fazit und Ausblick
• Die in den deutschen Normen und
technischen Regelwerken dargestellten
Produkte und Verfahren gewährleisten
einen hohen Qualitätsstandard und decken
die üblichen Bedarfe des (deutschen)
Brunnenbaus ab.
• Kombinationen von Brunnenausbauma-
terialien verschiedener Normen oder
Werkstoffe, wie z.B. PVC-Vollwandrohre mit
Edelstahlwickeldrahtfiltern sind möglich,
bedürfen jedoch nahezu immer einer
Beurteilung der Tragfähigkeit der Rohr-
verbindungen.
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Fazit und Ausblick
• Besondere Einbausituationen oder
erhöhte Anforderungen an die Dichtheit
von Rohrverbindungen können in der
Regel von den Standardprodukten nicht
erfüllt werden.
• In diesen Fällen empfiehlt es sich den
Hersteller der Brunnenausbaumaterialien
frühzeitig mit in die Lösungsfindung ein-
zubeziehen, um ein, für alle Beteiligten,
zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen.
Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit!
Kontakt:
Christoph Harms
GWE pumpenboese GmbH
Moorbeerenweg 1
31228 Peine
Tel.: 05171-294-132
E-Mail: christoph.harms@gwe-gruppe.de
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