FLOWTITE GFK-Stauraumsysteme

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für die Regenwasserrückhaltung und -behandlung
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FLOWTITE GFK-Stauraumsysteme
AMITECH Germany
– Kompetenz in GFK
Die AMIANTIT Group ist ein international tätiges,
wachstumsorientiertes Unternehmen, das weltweit
Rohrsysteme für die Bereiche Wasser, Abwasser,
Gas, Öl und Industrie sowie Rohrtechnologien und
Wassermanagement in hoher Qualität anbietet.
Die AMITECH Germany GmbH produziert seit 1994
glasfaserverstärkte Kunststoffrohrsysteme (kurz
GFK-Rohrsysteme) nach dem FLOWTITE Wickelverfahren. Dieses Prinzip kontinuierlicher Endlosfertigung ermöglicht die Herstellung von Rohren
in Standardlängen von 3, 6 und 12 m und in Nennweiten von DN 100 bis DN 4000.
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AMIANTIT – ein
erfolgreicher Konzern
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Das Fertigungsunternehmen AMITECH Germany gehört
zum AMIANTIT Konzern. Mit den technischen und finanziellen Mitteln der Gruppe im Hintergrund fertigt und vertreibt die AMITECH Germany GmbH GFK-Rohrsysteme
der Marken FLOWTITE und AMIREN überwiegend für
den westeuropäischen Markt.
Durch die Verwendung neuester Technologien ist die
AMITECH Germany GmbH in der Lage, ihren Kunden
das beste Produkt für jede Anwendung anzubieten.
Jahrzehntelange Erfahrung bei unterschiedlichen Rohrprojekten in vielen Ländern macht das Unternehmen
zum Experten beim Transport und dem Handling von
Wasser und Abwasser. Unsere modernen und effektiven
Produktionsanlagen bieten kostengünstige Produkte in
höchster Qualität.
Wenn Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Handhabungsvorteile gefordert werden, sind GFK-Rohrsysteme von
AMITECH Germany eine echte Alternative.
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Dank der Erfahrung und des Engagements aller Mitarbeiter sowie der umfangreichen Produktpalette nimmt
AMIANTIT eine weltweit bedeutende Marktposition ein.
Daher strebt das Unternehmen die internationale Marktführerschaft in diesem Sektor an.
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In Anbetracht der globalen Herausforderungen hat
AMIANTIT seine internationalen Aktivitäten in den vergangenen Jahren beträchtlich ausgeweitet. Ein wichtiger
Bereich ist die Entwicklung von Rohrlösungen für unterschiedliche Einsatzbereiche. Aufgrund seiner Erfahrung
bietet der Konzern optimierte Rohrsysteme in verschiedenen Materialien. Je nach Kundenanforderung und
Land liefern wir:
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• GFK-Rohrsysteme (glasfaserverstärkte Kunststoffrohre) in verschiedenen Fertigungsverfahren unter
den Bezeichnungen FLOWTITE, VECTUS und
AMIREN,
• GFE-Rohrsysteme (glasfaserverstärktes Epoxid)
unter der Bezeichnung AMIPOX,
• DIP-Systeme (duktile Gussrohre) unter der Bezeichnung SADIP,
• sowie Rohre aus Beton.
Darüber hinaus offeriert das Unternehmen Dienstleistungen im Wassermanagement.
FLOWTITE GFK-Rohrsysteme
Seit den späten sechziger Jahren ist AMIANTIT mit
FLOWTITE am Markt präsent und international führender
Lieferant von GFK-Rohrtechnologien. Die GFK-Rohre
werden im Endlos-Wickelverfahren hergestellt und sind,
je nach Werk, bis zu einem Durchmesser von 4 m erhältlich. Sie sind korrosionsbeständig, leichtgewichtig und
zeichnen sich durch ihre Beständigkeit in Wasser- und
Abwassersystemen aus. Zudem sind sie leicht und einfach zu handhaben und werden unter Beachtung hoher
Qualitätsstandards hergestellt.
Die AMIANTIT Gruppe fertigt FLOWTITE GFK-Rohrsysteme in vielen Werken und an zahlreichen internationalen Standorten.
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Inhaltsverzeichnis
Stauraumkanäle aus GFK................................................................................................................................5
Das Stauraumkanalrohr......................................................................................................................................5
Der Revisionseinstieg mit Leiter.........................................................................................................................6
Statischer Nachweis nach ATV-A 127................................................................................................................6
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2
2.1
2.2
2.3
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1Systeme der Regenwasserspeicherung und -behandlung..........................................................................4
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3GFK-Stauraumkanal für Regenwasser –
die moderne Alternative zum Regenrückhaltebecken (RRB) ......................................................................7
Regenrückhaltekanäle – RRK.............................................................................................................................7
3.1
3.2Batteriespeichersysteme....................................................................................................................................8
3.3
Zisternen zur Regenwassernutzung...................................................................................................................9
4Der GFK-Stauraumkanal für Mischwasser –
die moderne Alternative zum Regenüberlaufbecken (RÜB)....................................................................... 10
GFK-Rohrprofile – Besonderheiten beim Mischwasser................................................................................... 12
4.1
4.2Die Regenentlastung – der Beckenüberlauf..................................................................................................... 13
4.3Schmutzstoffrückhaltesystem.......................................................................................................................... 15
Reinigungseinrichtungen für den Stauraumkanal............................................................................................ 16
4.4
4.5Drosselschacht................................................................................................................................................. 17
4.6
Pumpwerk – Pumpenschacht und pneumatische Anlagen.............................................................................. 18
Absturz- und Kaskadenbauwerke – die Lösung für Stauraumkanäle in Hanglagen........................................ 19
4.7
5
Eigenschaften und Vorteile............................................................................................................................20
Anhang............................................................................................................................................................21
Auslegung eines Stauraumkanals aus GFK-RÜB als SKO/SKU......................................................................21
1Systeme der Regenwasserspeicherung
und -behandlung
Unsere heutigen Abwassersysteme unterscheiden
zwischen dem Misch- und dem Trennsystem.
­ onstruktion. Ein Mischsystem vereint sowohl das
K
Schmutz- als auch das Oberflächenwasser in einem
Kanal. Die Anforderungen für diese Stauraumsysteme
sind im Arbeitsblatt ATV-A 128, dem Regelwerk für die
Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen, beschrieben und im
Arbeitsblatt ATV-M 176 mit konstruktiven Ausführungsbeispielen erläutert.
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Das Trennsystem besitzt
einen Schmutzwasserkanal und parallel dazu
einen zweiten Kanal für
das Regenwasser. Das
Schmutzwassersystem
ist vor allem täglichen
Schwankungen durch
Haushalte und Betriebe
ausgesetzt. Die größten
Schwankungen werden
aber durch zusätzliche
Regenereignisse verursacht. Kurze und lange
Zeitintervalle von vielen
Tagen und Wochen
wechseln einander ab.
Regenüberlauf (RÜ)
Fangbecken (FB)
Durchlaufbecken (DB)
Regenrückhaltebecken (RRB)
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•
•
•
•
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Um bei Starkregenfällen die mengenmäßige Belastung für den Mischwasserkanal und die Kläranlage zu
begrenzen, gibt es Regenüberläufe, die das überschüssige Regenwasser an eine Vorflut, ein angrenzendes
fließendes Gewässer, ableiten. Entsprechend dem
Arbeitsblatt gibt es:
Welches System zur Anwendung kommt, hängt von einer
Reihe von Faktoren ab. Entscheidend ist, dass bei der
Ableitung möglichst wenige Schmutzstoffe in die Vorflut
abgeführt werden. Die Schmutzstoffrückhaltung erfolgt
mechanisch. Ausschlaggebend ist ein ausreichend
hohes Vermischungsverhältnis mit dem Oberflächenwasser. Hinzu kommen Absetzvorgänge, aber auch Sperren
wie Tauchwände und Rechensysteme. Sind die Bedingungen für eine Entlastung des Wassers aus dem bestehenden Mischwassersystem erfüllt, so fließt es aus dem
System heraus und entlastet damit den vorhandenen
Mischwasserkanal. Solch einem Regenüberlauf (RÜ)
kann eine Speicherkammer vor- oder auch nachgeordnet
sein. Wir sprechen dann von einem Durchlauf- (DB) oder
Fangbecken (FB).
Beide Beckentypen werden zusammengefasst unter
dem Begriff Regenüberlaufbecken (RÜB).
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Im Bedarfsfall muss der
Regenwasserkanal in
einer sehr kurzen Zeit
eine große Menge Wasser
aufnehmen. Zur Verhinderung von Überschwemmungen arbeitet man deshalb
mit Regenrückhaltebecken. Sie haben die Aufgabe, das
unmittelbar zufließende Oberflächenwasser kurzzeitig zu
speichern und dann zeitlich versetzt und dosiert an ein
regional vorhandenes Gewässer abzuführen. Man kann
dazu offene Erdbecken nutzen, aber in bebauten, vor
allem städtischen Gebieten ist dies oftmals nicht mehr
möglich. Hier gibt es unterirdische Lösungen, wie die
eines Regenrückhaltekanals (RRK).
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Auch im Mischwassersystem haben wir Stauraumkanäle.
Sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Aufgabe und
Mischsystem
Trennsystem
Zeichnung: Abwassersysteme vom Wohngebiet zur Kläranlage
4
2
Stauraumkanäle aus GFK
Mischsystem ist speziell darauf ausgelegt, die Sedimentation einzuleiten. Aufgrund des Schmutzwasseranteils
muss ein solches Stauraumsystem zusätzlich eine hohe
Beständigkeit speziell gegen schweflige Gase und eine
Säurebeständigkeit bis pH 2 besitzen.
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Das Stauraumrohr hat die Aufgabe, ein vorab festgelegtes, notwendiges Speichervolumen zu realisieren.
Die Größe des Volumens ist abhängig von dem zu
erwartenden Zulauf und der Drosselung am Ablauf.
Nach dem Erreichen einer Vollfüllung durch Regen läuft
das Regenwasser meistens durch einen Überlauf ab.
Der Verschmutzungsgrad des zulaufenden Wassers ist
verschieden.
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2.1 Das Stauraumkanalrohr
Das Oberflächen- und Regenwasser von den Straßeneinläufen im Trennsystem ist dabei mit Sedimenten, also
Sand, Kies und Splitt, behaftet. Diese Sedimente können
durch vorgelagerte Absetzbecken, Schächte oder Wannen schon im Vorfeld der Speichersysteme zurückgehalten werden.
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Der Werkstoff GFK gestattet durch seine hohe Steifigkeit
eine geringe Wandstärke. Der notwendige Bodenaushub
kann so auf ein Minimum reduziert werden. Das Gewicht
der Rohre erlaubt, je nach den Gegebenheiten vor Ort,
grundsätzlich eine Verlegung mit Kran oder auch Bagger.
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Bei einem Mischwassersystem kommt noch zusätzlich
die fäkale Belastung durch das integrierte Schmutzwasser hinzu. Deswegen sind hier vorgelagerte Rückhaltesysteme nicht nutzbringend. Der Stauraumkanal im
Aus ökonomischer Sicht sind große Durchmesser und
lange Rohre am wirtschaftlichsten. Sie ermöglichen eine
sehr schnelle Verlegung und sehr große Stauraumvolumen. Als Verbindung dient eine Steckkupplung (PN 1).
DN
Nominaler
Durchmesser
DA
Außendurchmesser
1000
1024,50
SN 5000
SN 10000
Stauvolumen
m3/m
Gewicht
kg/m
Stauvolumen
m3/m
Gewicht
kg/m
Stauvolumen
m3/m
80,10
0,78
98,80
0,77
125,00
0,76
1126,50
96,10
0,94
122,40
0,93
150,60
0,92
1228,50
115,10
1,12
144,80
1,11
179,40
1,09
1330,50
135,60
1,32
170,30
1,30
209,30
1,28
1432,50
158,90
1,53
196,50
1,51
242,80
1,48
1500
1534,50
182,00
1,75
224,70
1,73
278,00
1,70
1600
1636,50
207,20
1,99
256,00
1,97
315,50
1,94
1200
1300
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1400
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1100
SN 2500
Gewicht
kg/m
1738,50
233,20
2,25
289,50
2,22
356,10
2,18
1840,50
261,20
2,52
323,40
2,49
398,60
2,45
1900
1942,50
289,80
2,81
359,20
2,77
444,10
2,73
2000
2044,50
321,90
3,11
397,00
3,07
491,70
3,02
2100
2146,50
354,00
3,43
437,00
3,39
541,29
3,33
2200
2248,50
387,70
3,76
478,00
3,72
593,10
3,66
2300
2350,50
424,60
4,11
524,30
4,06
649,10
4,00
2400
2452,50
460,90
4,48
569,50
4,42
704,28
4,35
2500
2554,50
498,60
4,86
620,16
4,80
763,60
4,72
2600
2656,50
540,60
5,26
669,98
5,19
828,05
5,11
2700
2758,50
581,30
5,67
721,23
5,59
891,85
5,51
2800
2860,50
626,60
6,09
774,40
6,02
959,18
5,92
2900
2962,50
671,20
6,54
829,22
6,45
1027,26
6,35
3000
3064,50
716,20
7,04
885,94
6,91
1090,87
6,84
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1700
1800
Tabelle 1: Gewicht und Speichervolumen von FLOWTITE GFK-Rohren in Abhängigkeit von Durchmesser und Ringsteifigkeit
5
2.3 Statischer Nachweis nach
ATV-A 127
Ein Stauraumkanal ist begehbar und muss einen
Mindestdurchmesser von 1 m besitzen. Zur Begehung
des Stauraumkanalrohres werden oft tangentiale
Einstiege am Rohr aufgesetzt. Sie können mit oder
ohne eine Berme ausgeführt werden.
FLOWTITE Stauraumrohre werden in verschiedenen
Steifigkeitsklassen angeboten. Auf Wunsch berechnen
wir Ihnen werksseitig das notwendige Rohrprofil.
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2.2 Der Revisionseinstieg
mit Leiter
Zur Optimierung steht jedem Interessenten auch ein
umfassendes Statik-Berechnungsprogramm im Internet
unter www.amitools.com zur Verfügung. Eine einmalige
kostenfreie Anmeldung reicht aus.
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Unter Berücksichtigung von Ablagerungen sind Einstiege
ohne Berme bis DN 2000 mit gerader Leiter und darüber
hinaus mit abgewinkelter Leiter empfehlenswert.
Die Höhe zwischen letzter Leitersprosse und Stauraumsohle sollte 0,30 m nicht überschreiten.
Bild: Tangentialeinstieg ohne
seitlichen Auftritt
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Zeichnung: Auftriebsicherung mit zusätzlichen Maßnahmen
Bild: Tangentialeinstieg mit
seitlichen Auftritt
DN
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GFK-Rohre besitzen z. B. im Vergleich zum Stahlbetonrohr ein niedriges Gesamtgewicht. Die Dichte beträgt
1,8 g/cm3. Dennoch schwimmt der Werkstoff nicht.
Sollte trotzdem die Erdüberdeckung bei hohem Grundwasserstand nicht ausreichen – siehe Tabelle 2 –, so gibt
es die Möglichkeit, das Rohr mittels Geogitter und Vlies
vor einem Auftrieb zu sichern. Auch dazu benennen wir
Ihnen die notwendigen Maßnahmen und bieten notwendige Nachweise als Serviceleistung an.
Bild: GFK-Stauraumkanalrohr DN 2900 mit tangentialem Einstieg
ohne Berme und abgewinkelter Leiter aus Edelstahl
h min (m) für Sicherheit S = 1,1
1000
0,75
1200
0,90
1400
1,05
1500
1,15
1600
1,20
1800
1,35
2000
1,50
2200
1,65
2400
1,80
2500
1,90
2600
2,00
2800
2,10
3000
2,30
Tabelle 2: Mindestüberdeckung für GW max. – ohne zusätzliche
Maßnahmen
6
3GFK-Stauraumkanal für Regenwasser – die moderne
Alternative zum Regenrückhaltebecken (RRB)
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Diese Rohrspeicher kommen sowohl ein- als auch
mehrstrangig vor. Allen RRK gemeinsam ist das Vorhandensein einer Drossel. Diese ist meistens nass
aufgestellt. Überläufe mit Entlastungsschwellen an
einem Gewässer sind sehr selten. Oft sind es Notüberläufe im geschlossenen System.
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3.1 Regenrückhaltekanäle – RRK
!
Stauraumsysteme für Regenwasser speichern Dachund Oberflächenwasser von versiegelten Flächen.
Deren Aufgabe besteht in der zeitlich versetzten Abgabe
dieser Wassermengen an ein Regenwasserablaufsystem
im Trennsystem oder aber direkt an ein vorhandenes
Gewässer. Es handelt sich bei Stauraumsystemen um
Speichersysteme, die sich nur bei einem Regenereignis
füllen. Einen Trockenwetterabfluss gibt es nicht. Die
Nutzung dieses Durchflusses zur „Selbstreinigung“ ist
somit nicht gegeben. Ablagerungen bestehen beim
Regenwasserstauraumkanal im Regelfall nur aus mineralischen Sedimenten. Sie liegen lose im GFK-Rohr und
werden durch einen wieder beginnenden Regenschwall
ausgespült. Einschnürungen (Ei-Profil, Drachen-Profil,
Trockenwetterrinne usw.) gibt es hier nicht.
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Zeichnung: Regenrückhaltekanal mit integrierten Bauwerken –
Stirnplatte mit Zulauf DN 300, Speicherrohr DN 2800, Stirnplatte
im Ablauf, vorgerichtet für nass aufgestellte Drossel, mit Notabund Notüberlauf, tangentialer Revisionseinstieg mit Leiter
Bild: Integrierte, nass aufgestellte Drossel
Bild: GFK-Fertigteilschacht mit eingebautem Plattenschieber
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3.2Batteriespeichersysteme
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Eine schnelle Verlegung von Regenrückhaltesystemen
auf großen Flächen kann man mit Batteriespeichersystemen erreichen. Zwei, vier oder mehr Stränge sind dabei
miteinander verbunden. Mit GFK-Formteilen (Bögen)
kann man diese beliebig an die Geländegegebenheiten
anpassen. Mit kleinen „Sperren“ erzielt man die gleichförmige Beschickung mit Regenwasser und dessen
kontinuierliche Ausspülung.
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Bild: RRB Lübbenau, Speichervolumen 1200 m3, DN 2500
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Zeichnung: Batterie-Speichersystem mit separatem Drosselschacht
Bild: Dreistrangiger Regenwasserstauraumkanal,
GFK-Stauraumkanalrohr DN 2500
Bild: Regenwasserrückhaltespeicher mit 4800 m3, DN 2700
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3.3 Zisternen zur Regenwassernutzung
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Regenwasserspeicher zur Nutzung als Zisterne besitzen
keine Drossel. Sie speichern das zufließende Wasser, das
später einer Nutzung z. B. als Lösch- oder Brauchwasser
zugeführt wird.
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Neben dem Rohrspeicher besitzen diese Systeme mindestens eine Revisionsöffnung und oft auch einen Pumpensumpf. In seltenen Fällen zusätzlich einen Überlauf.
Bilder und Zeichnung: Einstrangige Löschwasserzisterne mit Revisionseinstiegen
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4Der GFK-Stauraumkanal für Mischwasser – die
moderne Alternative zum Regenüberlaufbecken (RÜB)
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Der Stauraumkanal ist eine Sonderform des RÜB. Er
besteht meist aus dem Stauraumrohr, einem Drosselund einem Regenüberlaufschacht. Er ist durch die veränderte Form des Speichers vom Becken (meist rund,
oder eckig) hin zum Rohr sehr lang und schmal. Dabei
entspricht ein Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) in seiner Funktionsweise dem Fangbecken. Mit dem Beginn eines Regenereignisses spülen
sich zunächst die verschmutzten Leitungen frei. Dieser
erste, sehr schmutzige Spülstoß gelangt in den Speicher.
Ist dieser voll, beginnt das Wasser über einen Regenüberlauf abzufließen. Dabei wird vor allem das neu
zulaufende Regenwasser abgeschlagen.
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Während des Aufstauens kommt es im Stauraumkanal
auch zur Sedimentation, d. h. schwerere Stoffe sinken,
leichte steigen auf. Mit einer Tauchwand werden die
Schwebestoffe vor einem Abfließen in die Vorflut zurückgehalten.
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Bei der zweiten Variante, dem Stauraumkanal mit unten
liegender Entlastung (SKU), basiert die Schmutzstoffrückhaltung nicht auf dem „Fangen“, sondern nahezu
komplett auf Sedimentation. Bei dieser, dem Durchlaufbecken angepassten, Arbeitsweise ist zu beachten, dass
die maximal zulässige Fließgeschwindigkeit von 0,5 m/s
nicht überschritten wird. Außerdem muss das Stauraumvolumen um 50 % vergrößert werden. Dadurch wird dieser Stauraumkanal deutlich länger. Die Sedimentation
findet über eine lange Strecke im Rohrspeicher statt. Das
Mischwasser wird am unteren Ende, also vor der Drossel
entlastet.
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Sedimentationen, also Ablagerungen in einem Stauraumkanal sind ein gewollter und notwendiger Vorgang.
Diese Ablagerungen müssen in einer Trockenwetterphase wieder beseitigt werden. Becken mit flachem Boden
müssen daher immer gereinigt werden. Beim einem
Stauraumkanal im Hauptschluss bietet sich hier der vorhandene Trockenwetterabfluss an. Kombiniert mit einem
Rohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) werden
beste Fließ- und damit Ausspüleigenschaften erzielt.
Selbst bei einer sehr geringen Wassermenge und einem
kleinen Gefälle spülen sich auch Rohre mit großem
Durchmesser wieder frei. In jahrelangen Untersuchungen
wurden so gute Werte für FLOWTITE Stauraumkanäle
ermittelt, dass zusätzliche Reinigungseinrichtungen oder
eingeschnürte Rohrprofile mit Trockenwetterrinne unnötig
sind. Wir sprechen hier vom Selbstreinigungsverhalten
eines GFK-Stauraumkanals. Damit wir ein solch
positives Verhalten erzielen, sind die folgenden Rahmenbedingungen einzuhalten.
Moderne Stauraumkanäle für Mischwasser ersetzen
vielerorts klassische Regenüberlaufbecken (RÜB) aus
Bilder. Stauraumkanalrohr DN 2900 und Schächte
(Regenentlastung, Drosselschacht) für SK Berg-Hadermannsgrün
10
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individuell geschaffen für den jeweiligen Anwendungsfall.
Die Schächte besitzen ein mit GFK laminiertes Gerinne,
Bermen und sonstige Baugruppen und sie sind mit Leitern
versehen. Flansche und/oder Montageplatten ge­statten
den bauseitigen Einbau von Drosseln und sonstiger
Maschinentechnik. Auftriebssicherungen und Abdeck­
platten sind im Regelfall im Lieferumfang enthalten.
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Stahlbeton. Sie bestehen aus korrosionsbeständigen
GFK-Stauraumrohren mit einem optimalen Ausspülverhalten.
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Die Revisionsöffnungen sind integriert. Auch das Entlastungsbauwerk und der Drosselschacht bestehen aus
GFK. Es sind kompakte vorgefertigte Baugruppen,
Zeichnung: SKO-Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung, Drosselbauwerk und Revisionsöffnungen
11
4.1 GFK-Rohrprofile –
Besonderheiten beim Mischwasser
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Während des Abstauvorgangs ist die Fließgeschwindigkeit im Rohrspeicher noch sehr gering und ein Ausspülen erfolgt daher nicht. Es bleiben Sedimente im Rohr
zurück.
TI
Das GFK-Rohr zeichnet sich durch ein sehr gutes Ausspülverhalten aus. Sofern der Stauraumkanal im Hauptschluss betrieben wird, ist es möglich, die Energie des
Wassers vom Trockenwetterabfluss zu nutzen. In Abhängigkeit von dessen Menge, dem Gefälle und dem Rohrdurchmesser spült sich der Stauraumkanal über einen
gewissen Zeitraum in der Sohle wieder komplett frei.
In Grafik 1 ist das Ausspülverhalten von FLOWTITE
Stauraumkanälen dargestellt.
LU
Bild: Ergebnis der „Sebstreinigung“: frei gespülte Sohle
eines GFK-Stauraumkanalrohrs DN 2900, rund ohne TW-Rinne,
Gefälle 1 %, qt max 10 l/s
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Somit ist es im Regelfall möglich, den Stauraumkanal
mit einem kreisrunden GFK-Rohr auszuführen. Der Vorteil liegt in einem guten Kosten-Nutzen-Verhältnis. Es
wird eine optimale Volumenausnutzung erreicht und die
Begehbarkeit ist gut.
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Die Profilierung eines Stauraumkanalrohrs aus GFK mit
einer zusätzlichen Trockenwetterrinne ist möglich, sollte
jedoch nur in Ausnahmefällen erfolgen. Man nutzt diese
Form nur bei einem sehr geringen Gefälle, in Situationen,
die außerhalb der Ausspülwerte von Tabelle 2 liegen. Hier
reinigt sich nur die eingeschnürte Trockenwetterrinne und
die Berme bleibt nach dem Abstau stark verschmutzt.
Sie ist dann ohne Fremdreinigung nur schlecht begehbar.
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Auch das im Stauraumkanalbereich sehr häufig vorkommende Drachenprofil ist beim GFK-Stauraumkanalrohr
im Regelfall nicht notwendig. Die vorteilhafte Nutzung
des Trockenwetterabflusses beim GFK zur Reinigung
der Sohle in der Breite und die damit verbundene gute
Begehbarkeit sind nicht mehr gegeben.
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Grafik 1: Ausspülverhalten eines FLOWTITE Stauraumkanals
Zeichnungen: Eiprofil Trockenwetterrinne mit begehbarer Berme 12
Trockenwetterrinne als Drachenprofil
4.2 Die Regenentlastung – der
Beckenüberlauf
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Das Überlaufbauwerk leitet die Entlastung des Stauraumkanals nach der Vollfüllung der Speicherkammer
ein. Der Überlauf ist dem Stauraumkanal vor- oder nachgesetzt. Entsprechend dem gewählten System, dem des
Fang- oder Durchlaufbeckens, entsteht somit ein SKO,
d. h. eine oben liegende Entlastung oder ein SKU, eine
unten liegende Entlastung.
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Eine wichtige Größe ist die Länge der Entlastungsschwelle. Sie muss der zu erwartenden maximalen
Regenmenge angepasst sein. Die Abflussmengen liegen
zwischen wenigen 100 l/s und mehreren 1000 l/s. Das
Wasser soll möglichst frei (drucklos) ohne einen übermäßigen Rückstau ablaufen. Mit der Wahl einer langen
Schwelle kann die Überlaufhöhe h-BÜ deutlich reduziert
werden. In Kenntnis dessen wählt man möglichst eine
lange Schwelle von mehreren Metern aus.
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Die wohl häufigste und auch einfachste Form ist die lange, gerade Schwellenform. Aber es gibt auch beidseitig
gerade, gekrümmte, halb und komplett runde Schwellen.
Die runde Schwelle eignet sich besonders bei Fertigschächten aus GFK. Beim Einlauf von außen nach innen
spricht man vom Kelcheinlauf, im umgekehrten Fall von
einem Quelltopf.
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Die Schachtbauwerke zur Regenentlastung werden aus
GFK werkseitig komplett vorgefertigt. Der Schachtmantel ist monolithisch und aus GFK. Auch die Bermen und Gerinne sind entweder aus GFK-Segmenten
gefertigt oder sie werden mit Leichtbeton ausgeformt
und abschließend mit GFK und damit korrosionsbeständig laminiert. Versehen mit einer Leiter sowie allen
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Zeichnung: Entlastungsschacht mit Quelltopf
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notwendigen Rohrdurchbrüchen, Flanschanschlüssen
und sonstigen Abgängen wird der Schacht zur Baustelle
transportiert. Die Abdeckung ist fester Bestandteil des
Bauteils. Auch die Betonabdeckplatten können wahlweise
mit GFK beschichtet werden. Korrosionsbeständigkeit
und lange Lebensdauer sind dadurch gewährleistet. Ein
Schacht in der Nennweite DN 3000 wird „leichtgewichtig“ konstruiert. Er liegt bei ca. 5 t und ist damit mit dem
Bagger setzbar.
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Quelltopf
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Ein häufig zum Einsatz kommendes Entlastungsbauwerk
ist das System mit einem Quelltopf.
Es handelt sich um einen Fertigteilschacht mit durchlaufendem Rohr / Gerinne und einem aufgesetzten „Topf“.
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Durch diesen Quelltopf steigt das Wasser auf, stürzt
dann über eine kreisrunde Schwelle, wird in einem Ring­
raum aufgenommen und beidseitig (rechts und links)
dem Entlastungskanal
zugeführt. In Abhängigkeit vom Durchmesser erzielt man
eine um den Faktor
Pi = 3,14 multiplizierte
Schwellenlänge. Bei
einem Topfdurchmesser von lediglich 2 m
ergibt sich so bereits
eine Schwelle mit
6,28 m Kantenlänge.
Solch ein System ist
in einem Schacht mit
DN 3000 integrierbar.
Bei gleicher hydrau-
Bild: Regenentlastung mit Quelltopf, DN 2900, Gewicht ca. 5 t
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lischer Abschlagleistung ist er gegenüber der geraden
langen Schwelle in seinen Abmessungen deutlich kleiner.
Zur Optimierung eines Überlaufbauwerkes mit einem
Quelltopf wurde ein Berechnungsprogramm nach den
Regeln der DWA erstellt. Dabei werden unter anderem
Strömungs-, Fließ- und Steiggeschwindigkeiten beachtet. Der hydraulische Nachweis kann so in kürzester Zeit
erstellt werden. Die Ergebnisse werden dem jeweiligen
Anwender als Datenblatt zur Verfügung gestellt.
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Zeichnung: Grundlage zum hydraulischen Nachweis
Bild: Begehbarer Entlastungsschacht DN 2900, 3,50 m hoch, mit Quelltopf DN 1200
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4.3Schmutzstoffrückhaltesystem
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Der klassische Stauraumkanal realisiert die Schmutzstoffrückhaltung durch Sperren wie direkte und indirekte
Tauch- oder Kammerwände. Hinzu kommt die Beachtung von Fließ- und Steiggeschwindigkeit. Wird dies bei
der Stauraumkanalberechnung berücksichtigt, so ist das
Ergebnis der Schmutzstoffrückhaltung, wie auch beim
Quelltopf, ausreichend.
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Zeichnung: Schematische Darstellung der Arbeitsweise eines Stabrechens mit integrierter Stabreinigung über ein Wasserrad
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Eingesetzt werden meist unterschiedliche Systeme von
Rechen. Sofern sie nicht sofort verschmutzen, verstopfen und damit wirkungslos werden sollen, benötigen sie
im Regelfall eine eigene Reinigungseinrichtung. Erfolgt
diese Reinigung mechanisch, so benötigt man Fremdenergie. Dies kann ein mit Strom betriebenes System
oder auch das eigene zu entlastende Wasser sein, das
ein Wasserrad antreibt. Solche Rechen besitzen damit
bewegliche bzw. mechanische Bestandteile. Diese müssen entsprechend gewartet werden.
Als einfachste Schwellenform hat sich für einen Rechen
die lange gerade Schwelle erwiesen. Je nach Hersteller­
system kann er direkt auf oder vor die Entlastungsschwelle aufgebaut werden. Als Bauwerksmantel dient
eine liegende begehbare GFK-Röhre in der Nennweite
DN 2400-DN 3000.
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Unter bestimmten Bedingungen, z. B. bei sehr kleinen
Vorflutgewässern, werden darüber hinaus zusätzliche
Maßnahmen für eine mechanische Schmutzstoffrückhaltung notwendig.
Bild: Stabrechen im Entlastungsbauwerk
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Als sehr wirksam hat sich der GIWA-Rechen erwiesen.
Er zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass er nahezu
komplett aus Kunststoff aufgebaut ist. Damit ist er nicht
nur korrosionsbeständig, sondern auch von geringem
Gewicht und einer guten Wirtschaftlichkeit.
Zeichnung: Regenentlastung mit gerader Schwelle und aufgesetztem Stabrechen mit integrierter Reinigung
15
4.4 Reinigungseinrichtungen für
den Stauraumkanal
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Zur Reinigung der verschmutzten Kanalrohre kann man
mit handelsüblichen Systemen, unter anderem auch mit
Spülkippen, arbeiten. Spülkippen werden in die Endschächte integriert.
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Sie haben ihre Bedeutung und Notwendigkeit vor allem
bei einem Stauraumsystem im Nebenschluss, also überall dort, wo es keinen selbstreinigenden Trockenwetterabfluss im Stauraumrohr gibt. Eine Spülkippe füllt sich
während des Stauereignisses und kann sich nach dem
Abstau des Systems durch Abkippen entleeren. Dabei
spült das Wasser die abgelagerten Schmutzpartikel im
Sohlbereich des Stauraumrohres zum Tiefpunkt hin ab.
Zeichnung und Bilder: Stauraumkanalsystem im Nebenschluss mit kopfseitig angebauten Spülkippen
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4.5Drosselschacht
Wir unterscheiden nass, halbtrocken oder trocken aufgestellte Drosseln.
Die Schächte werden wahlweise geliefert:
a) vorgerichtet zum Einbau einer Drossel mit Flansch/
Montageplatte vor Ort,
b) mit integrierter, einlaminierter Drossel werksseitig.
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Der Drosselschacht nimmt das Steuer- oder Regelorgan
auf. Seine Aufgabe besteht darin, mittels einer Drossel
einen maximalen Abfluss nicht zu überschreiten.
Moderne mechanische Systeme regeln dies unabhängig
vom Wasserstand und damit vom Druck im Stauraumkanal. Aber auch elektrisch gesteuerte Drosseln sind heute
üblich. Diese werden mit mehreren Stauraumsystemen
in einen Verbund gebracht und abhängig vom Bedarf der
Kläranlage angesteuert.
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Es können Schächte für alle gängigen Drosseln geliefert
werden.
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Bild: Schacht vorgerichtet für Einbau eines Drosselorganes
Zeichnung: Drosselschacht DN 2900
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Bild: Schacht mit integrierter Wirbeldrossel
Bilder: Drosselschacht vorgerichtet für eine halbtrocken aufgestellte
Drossel mit Flanschanschluss und Notüberlauf mit Flanschanschluss
Bild: Schacht mit halbtrocken aufgestellter Waagedrossel
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4.6 Pumpwerk – Pumpenschacht
und pneumatische Anlagen
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In einigen Fällen ersetzt ein Pumpwerk den Drosselschacht. Häufig finden Pumpenschächte mit zwei nass
aufgestellten Pumpen Anwendung.
Je nach Pumpengröße haben die Schächte einen Durchmesser von DN 1500-DN 3000. Bei großen Schächten
wird der Pumpensumpf ausgeformt.
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Pumpenschächte sind stark der Korrosion ausgesetzt.
Deshalb werden alle Bauteile, auch die Stahlbetonabdeckplatten, komplett in GFK ausgeführt bzw. mit GFKbeschichtet. In Abhängigkeit von Wassermenge und der
Transportlänge können sich auch pneumatische Anlagen
zum Wassertransport empfehlen. Solche Systeme sind
im Umfang anders bestückt und sie bedingen einen
anderen Aufbau. Mit GFK-Fertigteilmodulen kann hier
in kürzester Zeit eine individuelle Anlage vor Ort gesetzt
werden. Das geringe Gewicht der Module, die hohe Steifigkeit und Sicherheit der GFK-Steckbaugruppen und
die gute mechanische Bearbeitbarkeit sind nur einige der
Vorteile.
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Bild: Pumpenschacht mit ausgeformtem Sumpf
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Zeichnung: Pumpenschacht mit nass aufgestellten Pumpen
Zeichnung und Bilder: Komplette pneumatische Fördereinrichtung für Schmutz- und Mischwasser mit Maschinenhaus als liegende GFK-Röhre,
Zugangsdom mit Tür und Spindeltreppe in Fertigteilbauweise
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Der Kaskadenschacht findet in den Hanglagen der
Gebirge seine Verwendung. Ein Problem bei Stauraumsystemen mit unten liegender Entlastung (SKU) besteht
darin, dass die Schwelle hoch genug liegen muss, um
den davor liegenden Stauraum auch komplett zu füllen.
Oft hat man deshalb nur teilgefüllte Stauräume. Diese
reichen dann im Volumen nicht aus und es bleibt nur die
Variante eines großen Beckens aus Ortbeton im Nebenschluss, versehen mit umfangreichen Reinigungseinrichtungen. Hier hilft der Bau eines Kaskadensystems.
Man erzeugt einen treppenförmigen Stauraumkanal, der
erst dann entlastet, wenn er insgesamt gefüllt ist. Bei
einer oben liegenden Entlastung (SKO) ist das kein Problem. Man muss dort nur druckdichte Abdeckungen auf
!
4.7 Absturz- und Kaskadenbauwerke – die Lösung für Stauraumkanäle
in Hanglagen
alle überflutbaren Öffnungen setzen. Völlig anders ist es
jedoch beim SKU.
Die Schwelle liegt hier deutlich tiefer, als die oberen Kaskaden aufstauen. Die Lösung ist ein Kaskaden-Fertigteilschacht. Dieser ist konstruktiv so gestaltet, dass sich der
Stauraum von unten nach oben treppenförmig füllt. Erst
wenn alle Kammern komplett aufgestaut sind, setzt die
unten liegende Regenentlastung ein. Das System arbeitet rein mechanisch, d. h. ohne Fremdenergie wie Strom.
Damit eröffnet sich gerade in abseits gelegenen Gebieten die Möglichkeit zum Bau eines Stauraumkanals.
Mit Kaskaden ist es möglich, auch lange Stauraumka-
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näle wirtschaftlich auszuführen. Insbesondere beim SKU
sorgen die Kaskaden für ein vollgefülltes Stauraumrohr.
Die Einbautiefe und der Erdaushub werden auf ein notwendiges Minimum reduziert.
Zeichnungen und Bilder: Kaskadenschacht DN 2900, 6 m hoch als Fertigteil mit integriertem Absturz, mechanischer Drosseleinrichtung und
halbrunder Überlaufschwelle
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5
Eigenschaften und Vorteile
Stauraumsysteme aus FLOWTITE GFK-Rohrsystemen zeichnen sich durch folgende herausragende
Eigenschaften aus:
Geliefert wird ein kompaktes Komplettsystem,
bestehend aus Rohren und dazugehörigen Bauwerken.
•Durch die hohe Fertigungsflexibilität sind kundenspezifische, individuell angepasste Bauwerke
realisierbar.
•Ein ausgereiftes Stecksystem führt unter
anderem zu geringen Bauzeiten.
•Geringe Bauzeiten ermöglichen Kosteneinsparungen.
•Das vergleichsweise geringe Gewicht erlaubt den
Einsatz baustellenüblicher Fahrzeuge. Sonderfahrzeuge wie z. B. Baulastkräne sind im Regelfall nicht
notwendig, auch bei großen Projekten und Ausführungen.
•Die überwiegende Verwendung von glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK-) macht die Systeme
korrosionsbeständig.
•Patentierte Verbindungssysteme sorgen für eine
100%ige Dichtigkeit der Anlagen.
•Die extrem glatte Innenoberfläche und ein ausgezeichneter Fließkoeffizient sorgen für eine hohe
Selbstreinigungskraft.
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All diese Faktoren machen FLOWTITE Stauraumsysteme aus GFK zu einem wartungsfreundlichen,
langlebigen und kostensparenden Produkt.
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Was passiert im Stauraumkanal?
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Durch die Fäkalien bildet sich in Stauraumkanälen ein
anaerobes, schwefliges Gas, welches sich in Schwefelsäure mit einem pH-Wert deutlich unter 7,2 (neutral)
wandelt.
Das Material eines Stauraumkanals muss Schwefelsäure
mit einem Säuregehalt von pH 2-7 widerstehen.
Die GFK-Stauraumsysteme von AMITECH werden
gefertigt aus:
• säurebeständigem Harz,
• säurebeständigem ECR-Glas,
•säurebeständigem inertem Quarzsand und somit
kalziumcarbonatfrei produziert.
FLOWTITE GFK-Stauraumkanalrohre und die
Schächte sind beständig von pH 2-12.
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Auslegung eines Stauraumkanals aus
GFK-RÜB als SKO/SKU
Bitte an die angegebene Faxnummer auf der Rückseite dieser Broschüre zurücksenden.
Projekt
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Planer
ANGABEN
1. Statische Angaben: Einbaubedingungen
1.1Verkehrslast
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1.2 ständiger Grundwasserstand
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1. Lageplan (Draufsicht)
2. Längsschnitt des Kanals (Zulaufkanal/Ablaufkanal SW/Ablauf)
3. Bauwerkszeichnungen (wenn vorhanden, optional)
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1.3 maximaler Kurzzeit GW-Stand
1.4 sonstige Angaben (oder Bodengutachten beilegen)
2. Hydraulische Angaben
V=
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2.1 Stauraumvolumen
2.2 maximale Entlastungsmenge Qmax
=
QDrossel=
2.4 Trockenwetterabfluss
q t
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2.3 maximaler Drosselabfluss
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UNTERL AGEN
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Bauherr
=
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2.5 sonstige Angaben
3.Fixpunkte
3.1 Drosseltyp (eventuell Fabrikat)
3.2 Art der Entlastung (oben/unten)
3.3 zusätzliche Einbauten (z. B. Sandfang)
3.4 nachfolgendes System (Pumpwerk/Freigefälle/...)
3.5 zusätzliche Schmutzrückhaltung (Rechen ...)
3.6 sonstige Festlegungen
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Notizen:
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Diese Broschüre ist nur als Anleitung gedacht. Alle in den Produktspezifikationen angeführten
Werte sind Nennwerte. Nicht
zufrieden stellende Ergebnisse
können auf Grund von Umweltschwankungen, Variationen bei den
Betriebsbedingungen oder durch
die Interpolation von Daten eintreten.
Wir erklären hiermit den Ausschluss
jeglicher Haftung sowie den Ausschluss von Haftung für Verluste
oder Schäden, die aus der Installation oder der Anwendung der in
diesem Handbuch angeführten Produkte resultieren, da wir nicht den
Grad der Sorgfaltspflicht festgelegt
haben, der für die Produktinstallation oder -wartung erforderlich ist.
Wir behalten uns das Recht vor,
diese Daten nach Bedarf ohne
vorherige Mitteilung zu revidieren.
Wir begrüßen Kommentare zu
dieser Broschüre.
Vertrieb:
AMITECH Germany GmbH
Am Fuchsloch 19
04720 Mochau, OT Großsteinbach
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Tel.: + 49 34 31 71 82 0
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Saudi Arabian Amiantit Company
- European Headquarters Am Seestern 18
40547 Düsseldorf
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Tel.: +49 211 550 270 0
Fax:+49 211 550 270 98
info@amiantit.de
www.amiantit.com
STAURAUMSYSTEME-V1 08-10-D
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Wir empfehlen dringend, dass die
Anwender dieser Daten eine Spezialausbildung und Erfahrung in der
Anwendung dieser Produkte und
deren normalen Installations- und
Betriebsbedingungen besitzen. Vor
Installation dieser Produkte sollte
immer technisches Personal konsultiert werden, um die Eignung
der Produkte für den beabsichtigten Zweck und die beabsichtigten
Anwendungen zu gewährleisten.