Fachbeitrag Kupfer in Regenwassernutzungsanlagen

Fachbeitrag
Kupfer in Regenwassernutzungsanlagen
von Deutsches Kupferinstitut
Am Bonnenhof 5
40474 Düsseldorf
Tel.:
(0211) 4796300 Fax:
E-Mail: [email protected]
Internet: www.kupferinstitut.de
4796310
erschienen in der Fachzeitschrift „IKZ“ Heft 8/2001
copy by www.regenwater.com/industrie.htm
Kupfer in
Regenwassernutzungsanlagen
Die Regenwassernutzung, insbesondere im häuslichen Bereich, erfreut
sich steigender Beliebtheit. Auch das technische Regelwerk hat dieser
Entwicklung Rechnung getragen. Mit dem ZVSHK-Merkblatt „
Regenwassernutzungsanlagen — Planung, Bau, Betrieb und Wartung“
und der DVGW-Information „Regenwasseranlagen“ liegen heute schon
technische Unterlagen für Planung, Bau und den sicheren Betrieb
derartiger Anlagen vor. Weitere Regelwerke des DIN und des DVGW
befinden sich in Vorbereitung; in ihnen wird auch Kupfer unter den in
Regenwassernutzungsanlagen bewährten Werkstoffen aufgeführt sein.
Nachfolgend
soll
die
universelle
Anwendbarkeit des Werkstoffs in Regenwasseranlagen aufgezeigt werden, auch
verbunden mit dem Ziel, zum Teil unrichtige Darstellungen zum Einsatz von
Kupfer und Kupferwerkstoffen in diesem
Bereich richtig zu stellen. Es werden
sowohl Fragen des konstruktiven Aufbaus,
der Komponenten und der Verlege- und
Verbindungstechniken
behandelt.
Hinweise auf geltende Regelwerke sollen
den Planer und Installateur in die Lage
versetzen, sichere Anlagen zu planen und
zu errichten.
Regenwassernutzungsanlage:
Betriebswasseranlage zur Nutzung von
Regenwasser als Betriebswasser.
Betriebswasser-Verteilleitungen:
Installation zur Verteilung des Betriebswassers
von der Betriebswasserpumpe zu den
einzelnen Entnahmestellen.
Begriffe
Zu verwendende Begriffe werden in den
oben genannten Regelwerken bereits
ausführlich beschrieben. Aus diesem
Grund
sollen
hier
nur
einige
Schlüsselbegriffe kurz erläutert werden.
Regenwasser: Niederschlagswasser in
Form von Regen, Hagel und Schnee,das
als Ablaufwasser von Dächern und anderen
Flächen genutzt werden kann.
Betriebswasser:
Wasser,
das
zur
Bewässerung, Toilettenspülung oder gewerblichen Zwecken dient und unterschiedliche
Güteeigenschaften
besitzt,
wobei
Trinkwassereigenschaft eingeschlossen sein
kann.
Kupferregenrinne und –fallrohr an einer
Kupferblech-Dacheindeckung
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Normen und Regelwerke
Die zu berücksichtigenden Regelwerke
sind im Anhang dieses Artikels aufgeführt.
Zusätzlich sind die in den einzelnen
Bundesländern
gültigen
Landesbauordnungen
zu
beachten.
Für
Regenwassernutzungsanlagen
unterschiedlicher Größe können regionale
Anzeigepflichten bei der Gemeinde oder
dem zuständigen Abwasserunternehmen
gelten. Alle Regenwassernutzungsanlagen
sind ausschließlich durch den Fachbetrieb
zu erstellen und müssen regelmäßig,
ebenfalls durch fachkundiges Personal,
gewartet und auf einwandfreie Funktion
der Komponenten überprüft werden.
Komponenten von Regenwassemutzungsanlagen
Um Schädigungen an der Bausubstanz zu
vermeiden,
ist
Niederschlagswasser
schnell und sicher von Gebäuden
abzuleiten. Der verwendete Werkstoff
sollte
weitgehend
resistent
gegen
korrosive
Einflüsse
sein.
Als
Auffangflächen haben sich im besonderen
Maße Metalleindeckungen bewährt. Das
Regenwasser wird über Dachflächen und rinnen gesammelt und durch die
Regenfallrohre abgeleitet,
Dachentwässerung
Die Dachentwässerung schützt einerseits
die darunterliegenden Gebäude-elemente
wie z.B. Fassaden vor Schädigung und
Verschmutzung. Andererseits ist es die
primäre Aufgabe, Regenwasser zu
sammeln und an einen zentralen Ort
abzuleiten. Ist dieser zentrale Ort die
Einleitung in die Kanalisation, ist das
Regenwasser für den privaten Gebrauch
verloren.
Grundlage für die Ausführung von
Dachentwässerungskomponenten sind die
DIN EN 612 „Hängedachrinnen und
Regenfallrohre aus Metallblech“ sowie die
Fachregeln des Klempnerhandwerks. Im
Bereich der Dachentwässerung haben
sich Dachrinnen und Regenfallrohre aus
Kupfer seit Generationen bewährt. Die
Beständigkeit des Materials ist in der
Praxis des Bauens für jedermann sichtbar.
Zur weiteren Information verweisen wir auf
die im Anhang genannten Normen und
Richtlinien sowie die Sonderdrucke
s.145/l49 „Dachdeckung und Außenwandbekleidung mit Kupfer“ und s.146
„Dachentwässerung mit Kupfer“ des
Deutschen Kupfer-Instituts.
Regenwassernutzung
Soll das Regenwasser für den privaten
Gebrauch verwendet werden, wird es vor
der Einleitung in die Kanalisation zunächst
in einem Behälter gesammelt. Von hier
aus erfolgt die weitere Verteilung des
Betriebswassers
durch
Druckerhöhungsanlagen
in
ein
gesondertes
Rohrnetz im Hause, wobei auf strikte
Trennung von Trink- und Betriebswassernetz zu achten ist. In regenarmen
Zeiten erfolgt eine Nachspeisung von
Trinkwasser in den Regenwasserspeicher.
Um
die
absolute
Trennung
von
Trinkwasser- und Betriebswassersystem
zu gewährleisten, hat die Nachspeisung
gemäß DIN 1988 über einen freien
Auslauf zu erfolgen (siehe Bild). Im Handel
werden für diesen Zweck auch fertig
vormontierte
Nachspeise-module
angeboten.
Filter — Schmutzfänger
Zur Entfernung von groben Verunreinigungen aus dem Regenwasser (beispielsweise Laub) werden im Bereich der
Dachentwässerungsleitungen
Schmutzfänger eingesetzt. Es sollten
möglichst selbstreinigende Bauformen
gewählt werden. Hierin werden die
vorhandenen
Verunreinigungen
vom
Regenwasser getrennt und das gereinigte
Regenwasser dem Speicher zugeführt.
Dadurch wird eine dauerhafte Reinigung
bei
geringen
Wasserverlusten
sichergestellt, Wartungsarbeiten werden
auf ein Minimum reduziert und durch eine
ausreichende
Reinigung
im
Speicherzulauf kann auf Feinfilter nach
dem Speicher in der Regel verzichtet
werden. Entsprechende
Systeme werden z.B. für den Einbau in die
Regenfallrohre oder für den Einbau ins
Erdreich angeboten.
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Regenwasserspeicher
Regenwasserspeicher werden aus Kunststoffen, Beton und Stahl sowohl als oberals auch in unterirdischen Ausführungen
angeboten.
Die Betriebswasserversorgung aus dem
Speicher sollte auch in regenarmen Zeiten
ohne übermäßig starke Nachspeisung von
Trinkwasser (zur Sicherlung der Funktion
der Anlage) in die Regenwassernutzungsanlage gewährleistet sein. Daher
ist bei Auslegung der benötigten Speichergröße also ein geeigneter
Kompromiss zwischen Investitionskosten
und Versorgungssicherheit zu finden.
Druckerhöhungsanlagen
Zur Förderung des Betriebswassers aus
dem
Speicher
zu
den
einzelnen
Entnahmestellen
werden
Druckerhöhungsanlagen
verwendet.
Diese
bestehen im Allgemeinen aus selbstansaugenden Pumpen mit automatischen
Einrichtungen zur Regelung des im
Betriebswasser-Verteilnetz
benötigten
Druckes.
Betriebswasser-Verteilleitungen
Auch in Betriebswasser-Verteilleitungen
von Regenwassernutzungsanlagen hat
sich die Kupferrohr-Installation bewährt.
Für die Montage steht dem Installateur
eine Vielfalt von Verbindungstechniken zur
Verfügung.
Beim Verbinden von Kupferrohren und fittings durch Löten ist auch in
Regenwassernutzungsanlagen
das
DVGW-Arbeitsblatt GW 2 anzuwenden
(Rohrleitungen im Abmessungsbereieh bis
einschließlich 28 x 1,5 mm sind
weichzulöten, zu pressen oder zu
klemmen). Zur Verwendung kommen
Kupferrohre, Verbindungsbauteile und
Armaturen entsprechend der folgenden
Auflistung:
- Kupferrohre nach DIN EN 1057 und
DVGW- Arbeitsblatt GW 392, mit DVGWPrüfzeichen und Gütezeichen RAL
— Innenverzinnte Kupferrohre nach DIN
EN 1057, DVGW-Prüfgrundlage VP 617
und DVGW-Arbeitsblatt GW 392, mit
DVGWPrüfzeichen und Gütezeichen RAL
- Löt- und Übergangsfittings nach DIN EN
1254 (Teile 1 u. 4) und DVGWArbeitsblättern GW 6 und 8, mit DVGWZulassung und Gütezeichen RAL
- Klemmringverschraubungen nach DIN
EN 1254, Teil 2 und DVGW-Arbeitsblatt W
534
— Pressfittings nach DVGW-Arbeitsblatt
W 534
Grundsätzlich gilt: Die zur Verwendung
kommenden Komponenten müssen nach
den anerkannten Regeln der Technik
beschaffen sein, was durch das Zeichen
einer anerkannten Prüfstelle (z.B. DVGWPrüf- oder RAL-) Gütezeichen) bekundet
wird.
Betriebswässer
aus
Regenwassernutzungsanlagen sind keine
Trinkwässer
Die Einsatzkriterien der DIN 50930, Teil 5
(Korrosion metallischer Werkstoffe im
Innern von Rohrleitungen, Behältern und
Apparaten bei Korrosionsbelastung durch
Wässer,
Beurteilung
der
Korrosionswahrscheinlichkeit von Kupfer und
Kupferwerkstoffen) und der demnächst
erscheinenden DIN 50930, Teil 6
(Korrosion metallischer Werkstoffe im
Innern von Rohrleitungen, Behältern und
Apparaten bei Korrosionsbelastung durch
Wässer, Beeinflussung der Trinkwasserbeschaffenheit)
hinsichtlich
der
Verwendbarkeit von Kupfer und Kupferwerkstoffen in Trinkwasserinstallationen
sind bei Regenwassernutzungsanlagen
nicht anwendbar.
Der Einsatz dieser Werkstoffe ist also
ohne
Einschränkung
möglich.
Die
Bemessung
der
BetriebswasserVerteilleitungen erfolgt in Anlehnung an
DIN 1988. Wichtig: Es muss sichergestellt
sein, dass keine unmittelbare Verbindung
zwischen
den
BetriebswasserVerteilleitungen und der TrinkwasserInstallation besteht. Die Betriebswasserleitungen sind eindeutig durchgängig nach
DIN 2403 zu kennzeichnen.
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Erfahrungen beim Einsatz von
Kupfer in Betriebswasser-Verteilleitungen
Allgemein gilt: Wird eine Installation aus
Kupferrohren in Betrieb genommen, bildet
sich zunächst aufgrund einer Reaktion von
Kupfer mit dem im Wasser gelösten
Sauerstoff eine Schutzschicht aus Kupfer
(I)-Oxid (Cu2O) auf den Rohr-Innenoberflächen.
Bei den meisten Trinkwässern wird die
Schutzschicht dann mit den Gasen und
Salzen, die im Wasser enthalten sind, reagieren; über der Schutzschicht bildet sich
eine meist grüne Deckschicht, die
hauptsächlich
aus
basischen
Kupferkarbonaten
besteht.
Die
Härtebildner Kalzium und Magnesium sind
bei Kupfer nicht zum Schichtaufbau
notwendig, sie werden allenfalls als
Karbonate in geringen Mengen auf der
Deckschicht abgelagert.
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In Betriebswässern aus Regenwassernutzungsanlagen
werden
die
oben
beschriebenen
Deckschichten in Abhängigkeit von den
meist sehr geringen Salzgehalten des
Regenwassers kaum gebildet — die
Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs ist
aber durch das Vorhandensein der
Kupferoxid-Schutzschicht gegeben. In
Anlagen, in die aufgrund ihrer geringen
Bemessung oder aufgrund Regenarmut
sehr oft Trinkwasser nachgespeist wird,
können auch grünliche Deckschichten
festgestellt werden, die den aus Trinkwasserinstallationen bekannten Deckschichten ähnlich sind. In Zusammenarbeit
mit der Industrie wurden bundesweit in
Betrieb befindliche und mit Kupferrohren
erstellte
Regenwassernutzungsanlagen
untersucht. Einige Beispiele dazu zeigen
die Bilder.
Die wichtigsten Ergebnisse aus PraxisUntersuchungen:
v Bei
keiner
der
untersuchten
Regenwasser nutzungsanlagen sind
Korrosionsschäden bekannt geworden.
v In Abhängigkeit von der jeweiligen
Wasser zusammensetzung wurden
unterschiedlich beschaffene Schichten
auf den Rohr innenoberflächen
festgestellt.
v Bei begrünten Auffangflächen können
Verfärbungen auftreten, die auf
Ausschwemmungen (z.B. Huminstoffe)
zurückzuführen sind.
Zusammenfassung
Regenwassernutzungsanlagen
werden
auch in Zukunft ein Bestandteil der
Hausinstallation sein. Kupfer mit seinen
Einsatzmöglichkeiten bei der Dachdeckung, der Dachentwässerung und als
Rohr in den Installationssystemen trägt
nach bisherigen Erfahrungen zu einem
sicheren Betrieb der Anlagen bei.
Die
zur
Verfügung
stehenden
Verarbeitungs- und Verbindungstechniken
lassen eine einfache und schnelle
Installation zu. Die nachgewiesene Langlebigkeit des Werkstoffes ist die Grundlage
für einen wirtschaftlichen und sicheren
Betrieb der Anlagen.
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Internetinformationen:
www.kupferinstitut.de
www.kupfer.de
Text und Bilder:
Deutsches Kupfer-Institut, Düsseldorf
Literatur:
ZVSHK-Merkblatt
Regenwassernutzungsanlagen-Planung, Bau Betrieb und Wartung
DVGW-twin-Information Nr. 5 „Regenwasseranlagen“
DIN 1787 Kupfer, Halbzeug
DIN EN 1057 Installationsrohre aus Kupfer,
nahtlos gezogen
DIN EN 1254 Kupfer und Kupferlegierungen,
Fittings
DIN 1986 Entwässerungsanlagen für Gebäude
und Grundstücke
DIN 1988 Technische Regeln für TrinkwasserInstallationen (TRWI)
DIN 2403 Kennzeichnung von Rohrleitungen
nach dem Durchflussstoff
DIN 4844-1 Sieherheitskennzeichnung;
Begriffe, Grundsätze und Sicherheitszeichen
DIN 18381 VOB-Teil C; ATV Gas-, Wasserund Abwasser-Installationsarbeiten innerhalb
von Gebäuden
DIN 18339 VOB - Teil C; ATV
Klempnerarbeiten
DIN 18460 Regenfall-Leitungen außerhalb von
Gebäuden und Dachrinnen
EN 612 Hängedachrinnen und Regenfallrohre
aus Metallblech
DIN 1989-1 Regenwassernutzungsanlagen
(Entwurf)
Ross, Brachmann und Holzner
— Ermittlung des Bauwertes von
Grundstücken und Gebäuden, Oppermann
Verlag
Hannover
DKI-Informationsdruck
i.
158
„Die
fachgerechte Kupferrohr-Installation“
DKI-Sonderdruck s.145/149 „Dachdeckung
und Außenwandbekleidung mit Kupfer“
DKI-Sonderdruck s. 146 „Dachentwässerung
mit Kupfer“
DVGW-Arbeitsblätter:
]
W 534 Rohrverbinder und Rohrverbindungen
GW 2 Verbinden von Kupferrohren für die Gasund Wasserinstallation innerhalb von Grundstücken und Gebäuden
GW 6 Kapillarlötfittings aus Rotguss
GW 7 Flussrnittel zum Löten von Kupferrohren
für die Gas-und Wasserinstallation
GW 8 Kapillarlötfittings aus Kupferrohren
GW 392 Nahtlos gezogene Rohre aus Kupfer
für Gas- und Wasserinstallationen; Anforderungen und Prüfbestimmungen
VP 617 Nahtlos gezogene, innenverzinnte
Rohre aus Kupfer für Trinkwasserinstallationen; Anf. und Prüfbestimniungen
W 555 Nutzung von Regenwasser
(Dachablaufwasser) im häuslichen Bereich
(Entwurf)
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