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Modul 6.3.1Technische Gebäudeausrüstung 1

VL 05Wasserversorgung in GebäudenArbeitshilfen zur Vorlesung

Fachgebiet Gebäudetechnik und Entwerfen Prof. Claus Steffan Technische Universität Berlin Strasse des 17 Juni 152 10623 Berlin Fon +49 30 - 314 233 01 Fax +49 30 - 314 260 79

TU Berlin, FG GtE2009Texte: Prof. Claus Steffan Gestaltung und Bildbearbeitung: Bennet Marburger, Johanna Moser, Nina Raem, Anna-Katharina Rost, Mikolaj Szubert © GtE/ bei den AutorenNur für LehrzweckeKein Verkauf Keine Vervielfertigung Keine Verwertung

GtEWasserversorgung in Gebäuden

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Wasserversorgung in Gebäuden

Trinkwasserversorgung Wasser ist neben dem Sauerstoff das wichtigste, was der Mensch zum Leben benötigt. Unser Körper besteht aus ca. 60 % Wasser. Wasser wird im globa-len Wasserkreislauf ständig umgesetzt. Es verbindet die Atmosphäre mit den Land- und Wasserökosystemen. Deutschland als Wasserüberschußgebiet ist reich an Wasser, es hat besonders große Grundwasservorkommen. Durch die Westluft des Atlantiks gelangen Regenwolken in unsere Breiten und regnen sich ab.

Der Wasserfußabdruck

Die Wassermenge, die in einem Land insgesamt für die Herstellung der dort produzierten landwirt-schaftlichen und industriellen Güter sowie für die häusliche Verwendung beansprucht wird, bezeich-net man als internen Wasserfußabdruck. Das durch den Import von Gütern insgesamt in ein Land importierte virtuelle Wasser nennt man externen Wasserfußabdruck. Dieser beansprucht also die Wasserressourcen in anderen Ländern. Interner Wasserfußabdruck und Import ergeben zusammen des gesamten Wasserfußabdruck eines Landes. Durch den Export von Gütern aus einem Land wird virtuelles Wasser in andere Länder exportiert. Zur besseren Vergleichbarkeit kann dieser auf die Zahl der Einwohner des Landes umgerechnet werden. Man erhält s o den durchschnittlichen per-sönlichen Wasserfußabdruck im jeweiligen Land. Der weltweite Durchschnittswert liegt bei 1.240 m2 pro Kopf und Jahr. In Deutschland beträgt der Wasserfußabdruck 1.545 m2 pro Kopf und Jahr – das sind pro Tag 4.230 l. Der globale Wasser-fußabdruck, also die Summe aller nationalen Was-serfußabdrücke, beträgt 7.450 Mrd. m2 pro Jahr. Nahrungsmittel und andere landwirtschaftliche Produkte haben mit 86 % den höchsten Anteil am weltweiten Wasserfußabdruck.Quelle: www.virtuelles-wasser.de, 11.11.209

Little or no water scarcityApproaching physical water scarcityPhysical water scarcityEconomic water scarcityNot estimated

Map 8.1 I ncreasing water scarcity

Source: Based on Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture 2007.

Quelle: World Water Assessment Programme. 2009. The United Nations World Water Development Report 3: Water in a Changing World. Paris: UNESCO, and London: Earthscan, S128

Durchschnittlicher Wasserfußabdruck/Einwohner, 1997-2001 Quelle: World Water Assessment Programme. 2009. The United Nations World Water Development Report 3: Water in a Changing World. Paris: UNESCO, and London: Earthscan

Wasserkreislauf

Wasserkreislauf

Zivilisationsgifte gelangen in die oberirdischen Gewässer und verschmutzen diese großräumig, sie gelangen ins Meer. Wegen unzureichender Qualität des Oberflächenwassers wird das Trinkwasser weitgehend mit Grundwasser gedeckt. Es wird in bestimmten Gebieten bereits auf Tiefengrundwasser zu-rückgegriffen, welches ca. 20 000 Jahre alt ist und unwiederbringlich verloren geht. Der Ausweg aus dieser Situation ist nur die drastische Reduktion der Was-serverschmutzung. Vor allem die Landwirtschaft belastet die verbliebenen Reinwassergebiete fernab der Städte in nachhaltiger Weise. Eine dezentrale Wasserver- und entsorgung würde den Wasserhaushalt stabilisieren und eine bessere Wasserqualität ermöglichen.

Steigender WassermangelQuelle: World Water Assessment Programme. 2009. The United Nations World Water Development Report 3: Water in a Changing World. Paris: UNESCO, and London: Earthscan

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Einsparpotential

Die verbrauchte Wassermenge kann durch Spar- und Recyclingmaßnahmen wesentlich reduziert werden. Nur ca. die Hälfte des Wasserbedarfs eines Haushalts werden in Trinkwasserqualität benötigt.

Trinkwassergewinnung

Trinkwasser wird aus Quellfassungen, aus dem Grundwasser oder aus Seen und Flüssen gewonnen. Quellen sind Grundwasser, das auf natürlichem Wege an die Erdoberfläche tritt. Quellwasserfassungen sollen ausreichend gegen äußere Verunreini-gungen geschützt werden.

Grundwasser wird in undurchlässigen Bodenschichten gespeichert. Für hoch-wertiges Trinkwasser sollte es eine geringe Fließgeschwindigkeit haben. See- und Flußwasser muß im Gegensatz zu Quell- und Grundwasser in jedem Fall aufbereitet werden. Es wird in Wassermangelgebieten verwendet und sollte in ca. 30 m Tiefe entnommen werden.

Trinkwasserqualität

Trinkwasser soll keine krankheitsverursachenden Bakterien oder andere Schadstoffe enthalten. Hierfür wurden Grenzwerte festgesetzt. Es muß (nach DIN 2000) klar, farb- und geruchlos sowie geschmacklich einwandfrei sein. Die mittlere Härte sollte etwa 15-20 ° dH betragen und die Temperatur bei 7-12° C liegen.

GrundwasserGrundwasser ist Niederschlagswasser, das im Boden versickert, dabei natürlich gefiltert wird und sich auf einer undurchlässigen Schicht ablagert. Es ist in der Regel keimfrei und hat eine gleich blei-bende Tempratur zwischen 7 und 10°C.

Quelle: Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäude-technik - Planungsgrundlagen und Beispiele Bd.1; Köln 2007

Notwendigkeit einer Druckerhöhungsanlage Schema eines Grundwasserwerkes

Haushalte

Materialhaushalt Energiehaushalt

Lufthaushalt

Wasserhaushalt

Niederschläge

innereVernetzung

Nutzung

Grundwasser

Geo.-Struktur

Pflanzen

Bodenleben Gewässer

Wind

Haushalte

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Der Hausanschluß

Über das städtische Verteilernetz unterhalb der Straße wird das Trinkwas-ser abgezweigt und gelangt über das Grundstück in Frosttiefe zum Zähler im Hausanschlußraum. Bis hierhin ist das Wasserversorgungsunternehmen zu-ständig. Der Architekt bzw. sein Fachingenieur stellt hierfür i.d.R. rechtzeitig einen An-trag mit einem Lageplan, in dem nicht nur die gewünschte Lage der Wasser-leitung, sondern auch Abwasser-, Elektro- und Telefonleitungen sowie Bäume und Büsche einzutragen sind, um Überschneidungen zu vermeiden. Die Anschlußleitungen dürfen nicht überbaut werden und sollten auf kür-zestem Wege möglichst geradlinig und rechtwinklig zum Haus geführt wer-den. Der Hausanschlußraum sollte ein frostfreier Raum mit einer straßensei-tigen Außenwand sein.

Anordnung der Leitungen im Hausanschlussraum

Aus Sicherheitsgründen sollten in der Regel die Einrichtungen für die Wasser-, Gas- und Fernwär-meversorgung an der einen Raumseite, für die Strom- und Telekommunikationsversorgung an der gegenüberliegenden Raumseite angeordnet werden:

Eine Raumseite: Hausanschlussleitung für Wasser (...)•Hausanschlussleitung für Gas (...), wegen •der Gefahr von abtropfendem Schwitzwasser oberhalb der Wasserleitung angeordnet (...)ggf. Fernwärmeleitung (...)•

Gegenüberliegende Raumseite:Hausanschlussleitung für Starkstrom (...)•Hausanschlussleitung für Telefon und Breit-•bandkabel (...)Potentialausgleichschiene mit •Anschlussfahne zum Fundamenterder und Verbindung zu allen metallischen, leitenden Rohrsystemen.

Quelle: Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäude-technik - Planungsgrundlagen und Beispiele Bd.1; Köln 2007

Schema der Rohrbe- und Entlüftung

Installationsschacht

Wasserleitungssystem im Gebäude. Symbole gemäß DIN 1988 T.1

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Nach dem Wasserzähler beginnt der Arbeitsbereich des vom Bauherrn beauf-tragten Installationsunternehmens. Sollte Wasser für den Wohnbereich eine Härte von mehr als 21° dH („Grad deutscher Härte“) besitzen, sollte eine Ent-härtung erfolgen, ab 16° dH ist sie sinnvoll, da sich sonst an Bereichen mit Wärmeentwicklung Kalkablagerungen in den Rohrleitungen bilden.

Zur Nachbereitung kommen in Frage: Härtestabilisierung durch Phosphat-Dosierung (nur bis 17° dH wirksam) •Enthärtung durch Ionenaustausch •Elektrostatische bzw. physikalische Wasserbehandlung •

S

ohne Zirkulation mit Zirkulation

1.OG

EG

ZP

Trinkwasser-erwärmer

TW TWW

TWZTW

TWW

HausanschlussWT

mHAE

Strangschema einer zentralen Warmwasserbereitungsanlage - ohne undmit Zirkulationsleitung

OOO3

Strangschema einer zentralen Warmwasserbereitungsanlage - ohne und mit Zirkulationsleitung

Enthärtungsanlage (Ionenausauschprinzip)

Einbau eines Wasserzählers

Hauseinführung für drückendes Wasser (Doyma)

Kabelwanddurchführung als Systembauteil

Horizontale und vertikale Leitungsverteilung

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Rohrleitungen für Kalt- und Warmwasserleitungen

Materialien: Kupferrohre •verzinkte Stahlrohre •Edelstahlrohre •Kunststoffrohre (PE, PB, PVC-C, Rohr-In-Rohr-Systeme) •

Eine Wärmedämmung ist notwendig, um Schwitzwasserbildung oder die Er-wärmung des Trinkwassers zu verhindern. Zum Schallschutz sind die Rohr-schellen mit einer elastischen Dämmeinlage zu versehen. Um beim Füllen der Steigleitungen darin befindliche Luft entweichen zu lassen sind im oberen Bereich Rohrbelüfter einzubauen. Bei Gebäuden großer Höhe sind ab einer gewissen Höhe Druckerhöhungsanlagen erforderlich.

Luftschallanregung

Akustisch sinnvolle Befestigungvon Rohrleitungen

Schallminimierung durch Anordnung der RäumeDarstellung der Aussparungen

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Montagerahmen einer Vorwandinstallation Vorwandinstallation mit Montagehilfen

Regenwassersammlung

Bereits eingangs wurde dargelegt, dass nur ca. die Hälfte des privaten Was-serbedarfs durch Trinkwasser gedeckt werden muß. Der Rest kann durch Re-gen- oder Grauwasser substituiert werden. Mit gesammeltem und gefiltertem Regenwasser können die Toilettenspülung, die Waschmaschine und die Gar-tenbewässerung versorgt werden. Das Regenwasser wird hauptsächlich von Dach- oder Hofflächen abgeleitet, vorgefiltert und in einem Sammeltank im Keller oder im Erdreich gefüllt. Von dort wird es in einem getrennten Leitungs-netz den Verbrauchern zugeführt.

Schnitt Regenwassernutzungsanlage

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GrauwasserTeil des häuslichen Schmutzwassers, der frei ist von Fäkalien oder hochbelastetem Küchenwasser und der z.B. für Toilettenspülung verwendet werden kann.

SchwarzwasserFäkalienhaltiges Schmutzwasser aus WC- und Urinalanlagen.

Quelle:Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäude-technik - Planungsgrundlagen und Beispiele Bd.1; Köln 2007

Schema Regen- und Grauwassernutzung

Literatur und weiterführende Hinweise

Ressource Wasser:

www.unwater.org, Infos und Berichte der Vereinten Nationen zu globalen Entwicklungen www.waterfootprint.org, Infos zum Wasserfussabdruck www.virtuelles-wasser.de, Infos zum Thema „Virtuelles Wasser“www.wasser.de, Allgemeine Infos zur Wasserver- und -entsorgung

Planung:

Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik - Planungsgrundlagen und Beispiele Bd.1; Köln 2007, B-C

Regenwassernutzung:

Lange, Jörg; Otterpohl, Ralf: AbWasser. Handbuch zu einer zukunftsfähigen Wasserwirtschaft, Donaueschingen-Pfohren 2000König, Klaus W.: Regenwasser in der Architektur – Ökologische Konzepte, Staufen bei Freiburg 1996www.fbr.de, Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung e.V.www.rewalux.de, Infos und Online-Berechnungen zur Regenwassernutzungwww.otterwasser.de, Ingenieurgesellschaft für integrierte Siedlungstechnik, Prof. Ralf Otterpohl