6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 55 Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ Dipl.-Ing. Martin Hobl GUV GmbH, Lohfelden/ Kassel / Rottweil Dipl.-Ing. Jan Rassek w+s bau-instandsetzung gmbh, Fuldabrück Zusammenfassung Die Sanierung des Trinkwasserbehälters „Beckum - 5.000m³“ beinhaltete einige besondere Herausforderungen an Planung und Ausführung. So musste unter anderem die nicht mehr regelkonforme Zugangssituation zur Wasserkammer aufwändig erneuert und optimiert werden. Hierfür waren im Vorfeld umfangreiche, zeit- und arbeitsintensive Rückbauarbeiten durchzuführen, die aufgrund der schwierigen örtlichen Gegebenheiten (u.a. fehlende Bestandsstatik, Schadstoffbelastung der vorhandenen Konstruktion) detailliert geplant, ausgeführt und überwacht werden mussten. Die Zuwegung und Beschickung der Wasserkammer erfolgte zum Großteil mittels Krans durch die beim Abbruch des vorhandenen Doms entstandene Öffnung in der Kuppeldecke des Behälters. Im Inneren der Wasserkammer wurde eine neue, aufwändige Podest- und Treppenanlage geplant, über die der Lastabtrag der neuen Zugangsgebäude auf dem Behälter mit Einzelfundamenten in den Baugrund geleitet wird. Diese können über eine neu errichtete zentrale Zugangssituation mit Außentreppe begangen werden, über die zudem der 10.000m³ große Nachbarbehälter zugänglich ist. Abb. 1: Grundriss Wasserkammer mit Vorplanungsdetails (GUV GmbH) 1. Veranlassung/ Aufgabenstellung Die WVB Wasserversorgung Beckum GmbH betreibt am nördlichen Stadtrand von Beckum den einkammerigen Trinkwasserbehälter „Beckum 5.000 m³“, der als freistehender Rundbehälter errichtet und dessen Rundkammer - zur Vermeidung von Stagnationsbereichen innerhalb des Speicherraums - seinerzeit mit einer spiralförmig verlaufenden Leitwand aus Beton-Fertigteilen ausgestattet wurde (siehe Abb. 1). Das hervorstechende Charakteristikum dieses Trinkwasserbehälters war der ehemalige Zugang zur Wasserkammer: Vor der Sanierung des Behälters erfolgte dieser über eine an der Außenwand montierte, senkrechte Leiter, die über eine Steganlage zum zentral oberhalb der Wasserkammer liegenden Einstiegsdom führte. Innerhalb des Einstiegsdoms befand sich über der spiralförmig verlaufenden Leitwand eine Steganlage mit einer weiteren senkrecht montierten Leiteranlage, die den Zutritt in die Wasserkammer ermöglichte. Abb. 2: Zugang zur Wasserkammer über Leiterkonstruktion Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 56 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 Im Dezember 2015 wurde der Trinkwasserbehälter „Beckum 5.000 m³“ durch die GUV GmbH einer betontechnologischen Untersuchung unterzogen, die der Ausarbeitung einer Bauzustandsanalyse diente. Bei der Untersuchung wurden zum einen alters- und nutzungsbedingte Schädigungen am vorhandenen Oberflächenanstrich der Betonbauteile detektiert. Zum anderen entsprach die Ausrüstung der Trinkwasserbehälteranlage im Hinblick auf diverse Faktoren (Be- und Entlüftung, Wanddurchführungen, PCBbzw. BTEXbelasteter Oberflächenanstrich etc.) nicht mehr den anerkannten Regeln der Technik, sodass Handlungsbedarf detektiert wurde. Als weiteres Ergebnis der Bauzustandsanalyse wurde zudem aufgezeigt, dass der Zugang zur Wasserkammer, d.h. die Podest- und Treppenanlagen (innen sowie außen) und der Einstiegsdom oberhalb der Wasserkammer, nicht mehr den anerkannten Regeln der Technik entsprach und insbesondere im Hinblick auf Sicherheits- und Gesundheitsschutzaspekte optimiert werden sollte. Aufgrund der vorgenannten Gegebenheiten wurde die GUV GmbH im Mai 2018 mit der ingenieurtechnischen Planung und bauleitenden Begleitung der Sanierung des Trinkwasserbehälters „Beckum 5000 m³“ seitens der WBV Wasserversorgung Beckum GmbH beauftragt. Die Beauftragung umfasste dabei nachfolgend aufgeführte Ingenieurleistungen: - Ingenieurleistungen gem. § 43 HOAI - Leistungsbild „Ingenieurbauwerke“ - Grundleistungen der Leistungsphasen 1-9 - „Besondere Leistungen“ → örtliche Bauüberwachung - Ingenieurleistungen gem. § 51 HOAI - Leistungsbild „Tragwerksplanung“ - Grundleistungen der Leistungsphasen 1-6 Da die Ursprungsstatik des Bestandes/ der Kuppeldecke nicht mehr vorlag, mussten für die vorgesehene Optimierung der Podest-/ Treppenanlagen zwei vorgezogene Berechnungen der Kuppeldecke durchgeführt werden: - „Besondere Leistungen“ → Berechnung des Bestandszustands vor Sanierung - „Besondere Leistungen“ → Berechnung des geplanten „Optimierungszustands“ mit Lastabtragung der neuen Podest-/ Treppenanlagen über die Kuppeldecke bzw. direkt über den Baugrund - Sonstige Ingenieurleistungen - Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordination (SiGeKo) auf Basis der „Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz auf Baustellen“ (Baustellenverordnung - BaustellV / vom 10.06.1998, Inkrafttreten der letzten Änderung am 31.12.2018) sowie auf Basis der „Regeln zum Arbeitsschutz auf Baustellen“ (RAB) - Erstellung und Umsetzung eines Hygienekonzeptes gem. DVGW-Merkblatt W 300-8 - Erstellung und Umsetzung eines Qualitätssicherungsplanes unter Berücksichtigung der DVGW- Arbeitsblätter W 300-4 und W 300-5 2. Sanierungskonzept Das Konzept zur Sanierung des Trinkwasserbehälters „Beckum 5.000 m³“ umfasste die nachfolgenden Arbeitsblöcke: - Rückbauarbeiten - Betonsanierung Wasserkammer - Optimierung des Behälterzugangs - Neubau eines Vorraums (Hygieneschleuse) vor der Wasserkammer - Erneuerung der Podest- und Treppenanlage (innen) - Erneuerung der Podest- und Treppenanlage (außen) - Erneuerung der technischen Ausrüstung - Erneuerung der Rohrleitungsinstallation - Installation einer Be- und Entlüftungsanlage - Elektrotechnische Installation 2.1 Rückbauarbeiten Im Vorfeld der eigentlichen Sanierungsmaßnahmen waren bei diesem Projekt umfangreiche Rückbauarbeiten durchzuführen, die - vornehmlich bedingt durch die Zugangssituation zur Wasserkammer - äußerst aufwändig und zeitintensiv waren. In einem ersten Schritt wurde ein (Teil-)Abbruch der Domhaube durchgeführt: Das Dach der Domhaube wurde rückgebaut; die Stahlbetonstützen und die ausgefächerten Wände (Klinkersteine) wurden während der Abbruch- und Betonsanierungsarbeiten zunächst noch als Schutzeinhausung genutzt und nach Arbeitsende mit Folie abgedichtet. Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 57 Abb. 3: Teilabbruch Domhaube Zunächst erfolgte der Abbruch bzw. Rückbau des Betontreppenturms einschl. der Laufstege sowie aller technischen Einrichtungen, wie z.B. Geländern, rohrleitungstechnischen Installationen etc. Dann erfolgte der Abbruch und Rückbau der spiralförmig angeordneten Leitwand einschl. deren Fußauflager. Dafür wurden die 1 m breiten sowie ca. 6 m hohen Einzelelemente der Leitwand zunächst oberhalb der Fußauflager abgetrennt und aus der Wasserkammer ausgebracht. Abb. 4: Abbruch Leitwände Der Abbruch des Betontreppenturmes und der Leitwände erfolgte ausschließlich mit elektrobetriebenen Geräten und Maschinen, um Schadstoffemissionen innerhalb der Wasserkammer zu vermeiden. Zudem mussten hygienische Aspekte bereits beim Abbruch entsprechend berücksichtigt werden. So wurde beispielsweise unter die „Dämmreifen“ auf Abb. 4 eine DVGW-zugelassene PE- Platte gelegt. Alle Maschinen etc. mussten mittels Krans durch die Öffnung in der Decke in den Behälter heruntergelassen werden. Für den Austrag des Bauschuttes wurden Container eingesetzt, die ebenfalls mit Hilfe des Kranes über die Deckenöffnung in das Behälterinnere heruntergelassen wurden. Erst nach Beendigung sämtlicher Abbruch- und Betonsanierungsarbeiten innerhalb der Wasserkammer wurden - in einem zweiten Schritt die Stahlbetonstützen und die ausgefächerten Wände der ehemaligen Domhaube zurückgebaut. Auch die bestehende Treppenanlage im Außenbereich, die sowohl zu dem 5.000 m³- Behälter, als auch zu einem daneben angeordneten 10.000 m³-Behälter führte, wurde erst nach Abschluss der Be-tonsanierungsarbeiten innerhalb der Wasserkammer rückgebaut. Die Verankerungsstellen von der Treppenanlage an der Fassade wurden anschließend wieder fachgerecht hergestellt. 2.2 Betonsanierung der Wasserkammer Vor der Applikation eines neuen Oberflächenschutzsystems waren zunächst die nachfolgend beschriebenen vorbereitenden Arbeiten durchzuführen. 2.2.1 Vorbereitende Arbeiten Im ersten Arbeitsschritt erfolgte der vollständige Abtrag des im Rahmen der Bauzustandsanalyse - im Bereich der Außenwand / Decke detektierten Chlorkautschuk- Anstrichs (Stärke = ca. 0,2 mm) durch Feststoff-Strahlen der Bauteile. Der Austrag des Strahlguts erfolgte gemäß Vorgabe des Entsorgers. Da der Oberflächenschutzanstrich hohe BTEX- und PCB- Belastungen aufwies, mussten bei der Ausführung der vorgenannten Arbeiten die Bestimmungen der Gefahrstoffverordnung und der Unfallverhütungsvorschrift „Allgemeine Vorschriften“ in Verbindung mit den Richtlinien für „Arbeiten in kontaminierten Bereichen“ (DGUV-Regel 101-004, ehem. BGR 128) beachtet werden. Diese Bestimmungen/ Richtlinien sehen neben der Anmeldung der Arbeiten bei der zuständigen Berufsgenossenschaft des Weiteren die Bestellung eines Sicherheitskoordinators (Zulassung als SiGeKo gem. BGR 128) vor, der u.a. für die Unterweisung der auf der Baustelle Beschäftigten in einer spezifisch ausgelegten Betriebsanweisung gemäß § 20 GefStoffV/ TRGS 555 zuständig ist. Die Arbeiten zum Abtrag, Austrag bzw. zur Entsorgung des Chlorkautschuk-Anstrichs wurden unter Berücksichtigung folgender Arbeitssicherheitsmaßnahmen durchgeführt: - Herstellung und Unterhaltung geeigneter Staubschutzeinrichtungen zur sicheren Vermeidung einer Schadstoffverfrachtung in nicht belastete Bereiche - Einrichtung und Einhaltung technischer Sicherheitsmaßnahmen (Mehrkammer- Personenschleuse, Raumbe-/ -entlüftung, arbeitstägliche Staubbehandlung, etc.) zur sicheren Vermeidung einer Schadstoffverfrachtung in nicht belastete Bereiche - Einrichtung und Einhaltung hygienischer und arbeitstechnischer Sicherheitsmaßnahmen (persönliche Schutzausrüstung: Vollschutz, Atemschutz etc.) - Arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen für die im Rahmen der Sanierungsmaßnahme Beschäftigten Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 58 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 Die Arbeitssicherheitsmaßnahmen wurden innerhalb des gesamten Zeitraums aufrechterhalten, der für den staubintensiven Abtrag der Altmaterialien, den Austrag des Bauschutts und die Einlagerung in entsprechende Container zum Abtransport der kontaminierten Materialien benötigt wurde. Erst nach vollständiger Entfernung aller stauberzeugenden Rückstände des belasteten Anstrichs wurden die weiteren Arbeiten zur Vorbereitung und Beschichtung der Betonbauteile aufgenommen. Da es sich bei den PCB-belasteten Materialien im hier betrachteten Fall des Trinkwasserbehälters „Beckum 5.000 m³“ um sog. Primärquellen handelt, erfolgte die Zuordnung des Abbruchmaterials zum Abfallschlüssel 54111, wonach eine Einlagerung innerhalb einer Untertagedeponie oder die thermische Behandlung als Entsorgungswege vorzusehen war. Nach Abtrag des Chlorkautschuk-Anstrichs wurden sämtliche Betonoberflächen zur Freilegung des tragenden Korngerüstes bis zu einer Rautiefe im Mittel von ca. 3 mm gestrahlt (Feststoff-Strahlverfahren). Die Vorbereitung der Betonoberflächen in der beschriebenen Weise ermöglichte, dass unterhalb der Chlorkautschuk- Beschichtung nicht erkennbare Bauwerksschäden, wie beispielsweise Risse und Fehlstellen in den Betonbauteilen, lokalisiert und mittels Injektions- und Abdichtungsmaßnahmen beseitigt werden konnten. Gleichzeitig wurde mit den Strahlarbeiten eine Egalisierung von vorhandenen Schalversätzen und eine Vorbereitung noch vorhandener Fehlstellen (Schalungslöcher, Kiesnester, etc.) für die anschließende Reprofilierung vorgenommen. Rückstände ehemals eingesetzter Schalungshülsen wurden nach Freilegung der Betonoberflächen zunächst ausgestemmt. Freiliegende Bewehrungen wurden blankgestrahlt und mittels Zementschlämme konserviert. Anschließend wurde die Bodenplatte zur Freilegung des tragenden Korngerüstes bzw. zur Aufrauhung der Oberfläche ebenfalls mittels Feststoffstrahlverfahren bearbeitet. 2.2.2 Beschichtung der vorbereiteten Betonflächen Für die Beschichtung der Wasserkammerflächen war das Instandsetzungsprinzip A - Zementgebundene Beschichtungen gem. DVGW Arbeitsblatt W 300-3 einzusetzen. Das Instandsetzungsprinzip A - Zementgebundene Beschichtungen unterscheidet sich dabei in zwei Anwendungsfälle: • A1: Zementgebundene Beschichtung mit Realkalsierungsdepot bei erforderlicher Realkalisierung der ausgelaugten bzw. karbonatisierten Betonrandzone • A2: Zementgebundene Beschichtung ohne Realkalisierungsdepot bei ausreichender alkalischen Betondeckung ohne erforderliche Realkalisierung der ausgelaugten bzw. karbonatisierten Betonrandzone Im Rahmen der betontechnologischen Untersuchung von Dezember 2015 waren bereits Karbonatisierungserscheinungen im Bereich der Betonrandzone im Deckenbereich bzw. das Auftreten hydrolytischer Vorgänge im Wand- und Bodenbereich detektiert worden. Somit war eine Realkalisierung der Decken-, Wand- und Bodenoberflächen zur Sicherstellung des Korrosionsschutzes der eingebauten Bewehrung erforderlich. Aufgrund dessen wurde für die Beschichtung der vorbereiteten Wasserkammerflächen der Anwendungsfall A1 gewählt. Hierbei erfolgt die Realkalisierung der Betonrandzone zwischen dem vorbehandelten Untergrund und dem Bewehrungsstahl. Die Zielsetzung bei diesem Anwendungsfall ist, gem. DVGW Arbeitsblatt W 300-3, mit der neu aufzubringenden mineralischen Beschichtung eine Betonüberdeckung über dem Bewehrungsstahl von mindestens 20 mm zu schaffen. Für die Außenwände wurde eine Schichtstärke von ca. 15 mm gewählt. Zur Erfüllung der hygienischen Anforderungen wurde die Oberfläche geglättet. Am Boden erfolgte die Ausführung der Neubeschichtung ebenfalls geglättet in einer Schichtstärke von ca. 30 mm. Fehlstellen und Vertiefungen wurden vorab mittels mineralischem Mörtel egalisiert. Ein Gefälle zum Sumpf war gegeben, sodass kein Einbau einer zusätzlichen Gefällebodenplatte erforderlich wurde. An der Wasserkammerdecke wurden im Anschluss an die Strahlarbeiten zum Abtrag des Deckenanstrichs und der Betonoberfläche noch die deutlich erkennbaren Schadstellen an den Bewehrungseisen blankgestrahlt und mittels mineralischem Mörtel konserviert. Wegen der weit ausladenden, kuppel-förmigen Deckenausführung wurde die Oberfläche der aufzutragenden Neubeschichtung spritzrau ausgeführt. Die geringe Deckenbetonstärke erlaubte nach tragwerksplanerischen Vorgaben eine zusätzliche Flächenlast an der Kuppel von max. 25 kg/ m². Somit konnte eine Schichtstärke von 10-15 mm appliziert werden. 2.3 Optimierung des Behälterzugangs Ein wesentlicher Bestandteil des Sanierungskonzeptes war die Modifizierung der Zugangssituation zum Behälter. Dafür erfolgte eine komplette Neukonzipierung der Podest- und Treppenanlagen als Zugang in die Wasserkammer gem. den aktuellen Normen und Vorschriften, da die ehemalige Einstiegssituation hinsichtlich Bedienbarkeit und Arbeitssicherheit verbessert werden musste. Da die Ursprungsstatik des Bestandes/ der Kuppeldecke nicht mehr vorlag, mussten für die vorgesehene Optimierung der Treppen-/ Podestanlagen zwei vorgezogene Berechnungen der Kuppeldecke durchgeführt werden: Neben der Berechnung des „Bestandszustands vor Sanierung“ wurde eine Berechnung des geplanten „Optimierungszustands“ mit Lastabtragung der neuen Treppen-/ Podestanlagen durchgeführt. Die Berechnung des geplanten „Optimierungszustands“ ergab, dass die Lastabtragung des neuen Vorraums und der neuen Treppen- und Podestanlage nicht über die Kuppeldecke erfolgen darf. Vielmehr erfolgt die Lastabtragung des Vorraums über die neuen Treppen- Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 59 und Podestanlagen (innen und außen), deren Lastabtragung wiederum direkt über den Baugrund erfolgt. 2.3.1 Neubau eines Vorraums (Hygieneschleuse) vor der Wasserkammer Zur Verbesserung der Zugänglichkeit der Wasserkammer wurde der Neubau des Behälterzuganges auf dem Dach der Wasserkammer vorgesehen. Dafür wurden über der bereits bestehenden Öffnung in der Kuppeldecke eine runde Domhaube und ein vorgesetztes rechteckiges Gebäude geplant. Zum Schutz des Trinkwasserbehälters vor unbefugtem Zutritt wurde die Hygieneschleuse durch die Anordnung einer einbruchshemmenden Edelstahltür mit der Widerstandsklasse RC4 gesichert. Die Wasserkammer des Trinkwasserbehälters „Beckum 5.000 m³“ ist nunmehr nach Errichtung des neuen Gebäudes über einem Vorraum (Hygieneschleuse) begehbar. In diesem Vorraum wurden sowohl elektrotechnische Einbauten sowie eine Möglichkeit zur Reinigung und Desinfektion von Schuhwerk und zum Wechseln von Kleidung vorgesehen. Der eigentliche Einstiegsbereich zur Wasserkammer ist durch eine Tür von der Hygieneschleuse abgetrennt. Der Zugang in die Wasserkammer wurde in Form einer spritzwasserdichten Edelstahltür mit Fensterausschnitt von der Hygieneschleuse in den Einstiegsdom vorgesehen. Abb. 5: Vorgesetzte Hygieneschleuse auf dem Dach des Wasserbehälters Die neue Domhaube wurde analog zur ehemaligen Ausführung aus Stahlbetonstützen und einer Mauerwerksausfachung aufgebaut. Die Wand- und Deckenflächen im Inneren der Domhaube wurden mit einer trinkwassergeeigneten Beschichtung versehen. Der Vorraum (Hygieneschleuse) wurde in Stahlständerbauweise errichtet. Die Gebäudehülle wurde mit zweischaligen, wärmegedämmten Trapezblechelementen als wind- und insektendichte sowie zur Vermeidung von Tauwasserbildung wärmegedämmte Konstruktion ausgebildet. Abb. 6: Neue Domhaube mit Treppenkonstruktion Die statische Berechnung des geplanten „Optimierungszustands“ ergab, dass die Lastabtragung des neuen Vorraums nicht über die Kuppeldecke erfolgen darf. Vielmehr erfolgt die Lastabtragung des Vorraums über die neuen Podest- und Treppenanlagen (innen und außen), deren Lastabtragung wiederum direkt über den Baugrund erfolgt. 2.3.2 Erneuerung der Podest- und Treppenanlage (innen) Das Sanierungskonzept umfasste ebenfalls die Erneuerung der Podest- und Treppenkonstruktion im Inneren der Wasserkammer. Für die Verankerung wurden Fundamente in der Bodenplatte errichtet, die mit Bohrungen versehen wurden, die nur sehr geringe Toleranzen aufweisen durften, damit die vorgefertigte Treppenkonstruktion exakt befestigt werden konnte. Zunächst wurde im Einstiegsdom ein Podest montiert, von dem aus man über drei weitere Zwischenpodeste, die jeweils über Treppenanlagen erreichbar sind, bis auf das Sohlniveau der Wasserkammer gelangt. Damit wurde der Zugang in die Wasserkammer im Hinblick auf die Parameter „Bedienbarkeit“ bzw. „Arbeitssicherheit“ optimal umgestaltet. Die gesamte Podest- und Treppenanlage wurde als korrosionsfreie Edelstahlkonstruktion (Werkstoff-Nr. 1.4571, matte Oberflächenbeschaffenheit) aus hohlraumfreien Profilen hergestellt, um insbesondere die Hygieneanforderungen im Trinkwasserbereich einzuhalten und dem Trinkwasser keine Stagnationsbereiche zu bieten. Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 60 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 Abb. 7: Podest- und Treppenanlage (innen) 2.3.3 Erneuerung der Podest- und Treppenanlage (außen) Des Weiteren war die Zugangsmöglichkeit zum Gebäude zu optimieren, da dieses vor der Sanierung lediglich durch eine an der Außenwand des Behälters senkrecht montierte Leiter erfolgte. So wurde eine zentrale Zugangskonstruktion errichtet, von der aus man sowohl zum 5.000 m³-Behälter als auch zum 10.000 m³-Behälter gelangen kann. Der Fußpunkt der Treppenkonstruktion befindet sich am 10.000 m³-Behälter; der 5.000 m3-Behälter ist nunmehr über eine Podest- und Treppenanlage aus verzinktem Stahl erreichbar. Im Zugangsbereich der Treppenanlage am Fußpunkt der Treppenkonstruktion wurde ein abschließbares Tor vorgesehen. Die Lastabtragung der neuen Podest- und Treppenanlagen (außen) erfolgt direkt über Einzelfundamente in den Baugrund. Auch hier war eine exakte Ausführung der Bohrungen in den Fundamenten unabdingbar, um eine optimale Befestigung der Treppenanlage zu ermöglichen. 2.4 Erneuerung der technischen Ausrüstung Die erneuerte technische Ausrüstung des Trinkwasserbehälters „Beckum 5.000 m³“ lässt sich in die Bereiche - Rohrleitungsinstallation - Be- und Entlüftungsanlage sowie - Elektrotechnische Installation unterteilen. 2.4.1 Erneuerung der Rohrleitungsinstallation Aufgrund des Behälteraufbaus konnte die Anordnung der für den Betrieb der Anlage notwendigen Zulauf-, Entnahme-, Überlauf- und Entleerungsleitungen sowie der notwendigen Armaturen nur in der Wasserkammer erfolgen. Das eigentliche Bedienungshaus der beiden 5.000 m³bzw. 10.000 m³-Behälter ist von den Wasserkammern abgesetzt. Die neue Rohrleitungsinstallation wurde komplett im Werkstoff Edelstahl 1.4571 mit einer matten Oberfläche ausgeführt. Mit dem ausgewählten Werkstoff kann ein dauerhafter Korrosionsschutz und somit ein den technischen und hygienischen Ansprüchen an die Trinkwasserversorgung entsprechender hoher Qualitätsstandard garantiert werden. Die Dimensionierung der Zulauf- und Entnahmeleitungen wurde analog zum Bestand vorgenommen. Die Behälterbefüllung erfolgt nunmehr über eine Unterwassereinspeisung. Im Laufe der Instandsetzungsmaßnahme wurde deutlich, dass die Wanddurchführungen der Zulauf- und Entnahmeleitungen ebenfalls erneuert werden mussten. Da es sich bei dem Wasserbehälter „Beckum - 5,000m³“ um eine Spannbetonkonstruktion handelt, wäre ein Überbohren der vorhandenen Mauerdurchführungen ein riskantes Vorhaben gewesen. So wurden im Vorfeld die vorhandenen Spannglieder detektiert um eine Beschädigung auszuschließen. Da sich im direkten Umfeld eine Spannlitze befand, wurde entschieden, die Mauerdurchführungen mittels HDW freizustrahlen. Der daraus entstandene Durchbruch konnte zeitweise als weitere Zugangsmöglichkeit zum Behälter genutzt werden. Die Freilegung der Leitungen im erdberührten Außenbereich erfolgte bauseits. Abb. 8: Freigelegtes Spannglied im Bereich der ehemaligen Mauerdurchführung Die Entleerungsleitung des Behälters endet frei in einem Schachtbauwerk. Im Rahmen der Maßnahme erfolgte der Einbau einer Rückschlagbzw. Froschklappe am Ende der Entleerungsleitung im Schachtbauwerk. Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 61 2.4.2 Installation einer Be- und Entlüftungsanlage Be- und Entlüftungsöffnungen in den Wasserkammern sind erforderlich, um den sich durch verändernde Wasserspiegellagen (Behälterhub) erzwungenen Luftaustausch selbsttätig zu ermöglichen. Die Be- und Entlüftungsöffnungen dürfen gem. DVGW W 300 nicht direkt über der freien Wasserfläche liegen und sollen so angeordnet sein, dass ein Eindringen von Insekten, Blättern, Pollen oder Flüssigkeiten in das Behälterinnere verhindert wird. Die hierzu erforderlichen Einrichtungen (Siebe, Filter, Gitter, Jalousien) müssen kontrollierbar sein. Bei der Bemessung des Lüftungsquerschnittes ist der abfließende Volumenstrom im Rohrbruchfall bzw. die Obergrenze der Luftgeschwindigkeit in den Lüftungsöffnungen (max. 7,0 - 10,00 m/ s) maßgebend. Zur notwendigen Be- und Entlüftung der Wasserkammer wurde der Einbau einer natürlichen Be- und Entlüftungsanlage mit abgestuftem Luftfiltersystem im Vorraum des Bedienungshauses vorgesehen. Die Dimensionierung der Be- und Entlüftung erfolgte unter dem Ansatz einer max. Entnahmemenge von 1000 m³/ h. Für die Hygieneschleuse wurde die Abführung von Wärme und Kälte über Ventilatoren vorgesehen. Elektrotechnische Installation Die Planung der elektrotechnischen Installationen (Stromversorgung und EMSR-Technik) erfolgten bis auf die Planung und Anordnung von Steckdosen und Beleuchtung in der Wasserkammer bzw. in der Hygieneschleuse bauseits durch die Wasserversorgung Beckum GmbH. 3. Inbetriebnahme Im Zuge der Ausführungsplanung wurde ein Reinigungs- und Desinfektionskonzept erstellt, welches detailliert den Ablauf und die Durchführung der Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten aufzeigte. Nach einer erfolgreichen Dichtheitsprobe der Wasserkammer sowie einer Druckprobe, Reinigung, Spülung, Desinfektion der neu verlegten Leitungen erfolgte nach Vorlage eines negativen Befundes der mikrobiologischen Untersuchung im September 2020 die Inbetriebnahme des Trinkwasserbehälters „Beckum 5.000 m³“. 4. Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordination (SiGeKo) Die Planung der Ausführung sowie die Ausführung der Sanierungsmaßnahme erfolgten in enger Abstimmung mit einem Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinator (SiGeKo) gemäß § 3 der Baustellenverordnung. Alle Leistungen zur Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordination (SiGeKo) wurden auf Basis der „Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz auf Baustellen“ (Baustellenverordnung - BaustellV / vom 10.06.1998, Inkrafttreten der letzten Änderung am 31.12.2018) sowie auf Basis der „Regeln zum Arbeitsschutz auf Baustellen“ (RAB) geplant bzw. umgesetzt. 5. Erstellung und Umsetzung eines Hygienekonzeptes Gemäß Neufassung der technischen Regeln - DVGW- Arbeitsblatt W 300 - 1 / Oktober 2014 sowie insbesondere DVGW-Merkblatt W 300-8 / Oktober 2016 war die Erstellung und Umsetzung eines Hygienekonzeptes im Rahmen der Sanierungsmaßnahme erforderlich. Inhaltlich deckte dieses Konzept die trinkwasserhygienischen Anforderungen und Maßnahmen für Arbeiten in Trinkwasserbehältern ab. Neben Unterweisungen des auf der Baustelle eingesetzten Personals in das Konzept umfasste das Hygienekonzept diverse Aufgabenstellungen, wie beispielsweise - die Überwachung der trinkwasserhygienischen Eignung der eingesetzten Werkstoffe und Bauhilfsstoffe, - die Überwachung/ Sicherstellung von Ordnung und Sauberkeit auf der Baustelle, insbesondere der Werkzeuge und Arbeitsmittel, - den Schutz der angrenzenden Betriebsanlagen durch hydraulische und lüftungstechnische Trennung der in Betrieb befindlichen Wasserkammern, - die Überwachung/ Sicherstellung der Regeln zum Verzehr von Nahrungs- und Genussmitteln, - die Definition/ Überwachung der Lagerungsbedingungen von Baustoffen, Bauhilfsstoffen und Produkten, welche später in Kontakt mit Trinkwasser stehen sowie - die Definition/ Überwachung der Schutzmaßnahmen der hergestellten Oberflächen, welche in Kontakt mit Trinkwasser stehen, gegen Verunreinigung und Beschädigung etc. 6. Erstellung und Umsetzung eines Qualitätssicherungsplanes Der Qualitätssicherungsplan, der aus den Anforderungen an die Planung gemäß DVGW-Arbeitsblatt W 300-1 / Oktober 2014 und des Hygienekonzeptes gemäß DVGW- Merkblatt W 300-8 / Oktober 2016 resultiert, wurde bereits im Rahmen der Planung aufgestellt und anschließend im Rahmen der Bauausführung fortgeschrieben. Der Qualitätssicherheitsplan war dabei wie folgt aufgegliedert: - Qualitätssicherungsplan „Werkstoffe und Bauhilfsstoffe“ Die Aufstellung des Qualitätssicherungsplans „Werkstoffe und Bauhilfsstoffe“ erfolgte in der Planungsphase unter Berücksichtigung der DVGW-Arbeitsblätter W 300-4 und W 300-5. Dieser Qualitätssicherungsplan wurde im Rahmen der Bauausführung dem ausführenden Unternehmen vorgegeben und kontinuierlich fortgeschrieben. - Qualitätssicherungsplan „Kontrolle der Bauausführung“ Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 62 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 Mittels des Qualitätssicherungsplans „Kontrolle der Bauausführung“ wurde die Einhaltung der im Rahmen des Qualitätssicherungsplans „Werkstoffe und Bauhilfsstoffe“ während der Planung festgelegten Anforderungen überprüft. 7. Fazit Für eine erfolgreiche Umsetzung einer solch komplexen Sanierungsmaßnahme ist die Auswahl geeigneter Fachplaner und Fachunternehmen unabdingbar. Bei der Sanierung des Trinkwasserbehälters „Beckum- 5.000m³“ wurde nicht nur bei den Instandsetzungs- und Beschichtungsarbeiten, sondern auch bereits bei den schwierigen Abbrucharbeiten großer Wert auf hygienische Gesichtspunkte gelegt. Besonderes Augenmerk verlangten die sehr aufwändigen und außergewöhnlichen Schlosserarbeiten. Der größte eingebaute Edelstahl 1.457- Träger war ein HEA 400. Es bedurfte besonderer Detaillösungen für die schwierigen Anschlüsse der Stahlbetonkonstruktion mit auskragender Edelstahltreppe und statischer Aufgabe zur Aufnahme der Hygieneschleuse. So konnte der alte nicht mehr den anerkannten Regeln der Technik entsprechende Zugang besonders im Hinblick auf Sicherheits- und Gesundheitsschutz optimiert werden. Quellen: [1] Vorgenannte Leistungen wurden auf Basis der anerkannten Regeln der Technik abgewickelt. Hierzu zählen die nachfolgend aufgelisteten Verordnungen, Gesetze, Regelwerke, Normen und Leitlinien in ihren jeweils aktuellen Fassungen: [2] Trinkwasserverordnung - TrinkwV 2001 (2016): Bundesministerium für Gesundheit: Ver-ordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung - TrinkwV 2001), Bundesanzeiger Verlag, Fassung 2016. [3] Infektionsschutzgesetz - IfSG (2010 in der Fassung von 2017): Bundesministeriums der Justiz und für Verbraucherschutz: Gesetz zur Verhütung und Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen (Infektionsschutzgesetz - IfSG). juris GmbH, 2017. [4] Verordnung (EG) Nr. 852/ 2004 des Europäischen Parlaments und des Rates der Europäischen Union vom 29.04.2004 [5] DIN 2000 (2017): DIN Deutsches Institut für Normung e.V.: Zentrale Trinkwasserversorgung - Leitsätze und Anforderungen an Trinkwasser, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Versorgungsanlagen, DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2017. [6] DIN EN 15975-2 (2013): Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN: Deutsche Norm. Sicherheit der Trinkwasserversorgung - Leitlinien für das Risiko- und Krisenmanagement - Teil 2: Risikomanagement. Deutsche Fassung EN 15975-2. DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2013. [7] DIN EN 16421 (2014): Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN: Deutsche Norm. Einfluss von Materialien auf Wasser für den menschlichen Gebrauch - Vermehrung von Mikroorganismen. Deutsche Fassung EN 16421. DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2014. [8] DIN 50930-6 (2013): Normenausschuss Materialprüfung (NMP) im DIN: Deutsche Norm. Korrosion der Metalle - Korrosion metallener Werkstoffe im Innern von Rohrleitungen, Behältern und Apparaten bei Korrosionsbelastung durch Wässer - Teil 6: Bewertungsverfahren und Anforderungen hinsichtlich der hygienischen Eignung in Kontakt mit Trinkwasser. DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Berlin, 2013. [9] DVGW W 270 (2007): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 270 (A). Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich - Prüfung und Bewertung; Beachtung der KTW-Regelungen zur Prüfung von Kunst-stoffen im Trinkwasserbereich. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2007. [10] DVGW W 291 (2000): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 291 (A). Reinigung und Desinfektion von Wasserverteilungsanlagen. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2000. [11] DVGW W 300-1 (2014): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 300-1 (A). Trinkwasserbehälter; Teil 1: Planung und Bau. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2014. [12] DVGW W 300-2 (2014): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 300-2 (A). Trinkwasserbehälter; Teil 2: Betrieb und Instandhaltung. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2014. [13] DVGW W 300-3 (2014): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 300-3 (A). Trinkwasserbehälter; Teil 3: Instandsetzung und Verbesserung. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2014. [14] DVGW W 300-4 (2014): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 300-4 (A). Trinkwasserbehälter; Teil 4: Werkstoffe, Auskleidung und Be-schichtungssysteme - Grundsätze und Qualitätssicherung auf der Baustelle. Wirtschafts- und Verlags-gesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2014. Planung und Ausführung der Sanierung eines vorgespannten Kuppelbehälters - „Beckum 5.000 m³“ 6. Kolloquium Trinkwasserspeicherung in der Praxis - September 2021 63 [15] DVGW W 300-5 (2020): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 300-5 (A). Trinkwasserbehälter; Teil 5: Bewertung der Verwendbarkeit von Bauprodukten für Auskleidungs- und Beschichtungssysteme. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2020. [16] DVGW W 300-6 (2016): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technischer Hinweis - Merkblatt DVGW W 300-6 (M). Trinkwasserbehälter; Teil 6: Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von System- und Fertigteilbehältern. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2016. [17] DVGW W 300-7 (2016): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technischer Hinweis - Merkblatt DVGW W 300-7 (M). Trinkwasserbehälter; Teil 7: Praxishinweise Reinigungs- und Desinfektionskonzept. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2016. [18] DVGW W 300-8 (2016): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technischer Hinweis - Merkblatt DVGW W 300-8 (M). Trinkwasserbehälter; Praxishinweise Hygienekonzept: Neubau und Instandsetzung. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2016. [19] DVGW W 316 (2018): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 316-(A). Qualifikationsanforderungen an Fachunternehmen für Planung, Bau, Instandsetzung und Verbesserung von Trinkwasserbehältern; Fachinhalte. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2018. [20] DVGW W 347 (2018): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 347 (A). Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich - Prüfung und Bewertung. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2006. [21] DVGW W 398 (2013): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technischer Hinweis - Merkblatt DVGW W 398 (M). Praxishinweise zur hygienischen Eignung von Ortbeton und vor Ort hergestellten zementgebundenen Werkstoffen zur Trinkwasserspeicherung. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2013. [22] DVGW W 541 (2004): Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.: Technische Regel - Arbeitsblatt DVGW W 541 (A). Rohre aus nichtrostenden Stählen für die Gas- und Trinkwasser-Installation. Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Bonn, 2004. [23] Beschichtungsleitlinie: Umweltbundesamt - UBA 2016: Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von organischen Beschichtungen im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. (Beschichtungsleitlinie gültig bis 20.03.2021.) [24] KTW-Leitlinie: Umweltbundesamt - UBA 2016: Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von organischen Materialien im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. (KTW-Leitlinie gültig bis 20.03.2021.) [25] Schmierstoffleitlinie: Umweltbundesamt - UBA 2016: Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von Schmierstoffen im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. (Schmierstoffleitlinie gültig bis 20.03.2021.) [26] Übergangsregelung KTW-BWGL: Umweltbundesamt - UBA 2020: Übergang von UBA-Leitlinien zur Bewertungsgrundlage für Kunststoffe und andere organische Materialien im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. [27] Elastomerleitlinie: Umweltbundesamt - UBA 2016 / 2020 um eine weitere, seit 12/ 2019 bewertete Substanz ergänzt: Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von Elastomeren im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. [28] TPE-Übergangsempfehlung: Umweltbundesamt - UBA 2019: Empfehlung zur vorläufigen trinkwasserhygienischen Beurteilung von Produkten aus Thermoplastischen Elastomeren im Kontakt mit Trinkwasser. Bundesgesundheitsblatt. [29] DAfStB-Richtlinie (2017): Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton - WU-Richtlinie. Beuth Verlag, Fassung 2017. [30] DAfStB-Richtlinie (2001): Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen. Beuth Verlag, Fassung 2001. [31] Merkl, Gerhard (2018): Trinkwasserbehälter - Planung, Bau, Betrieb, Schutz und Instandsetzung. Eigendruck im Selbstverlag, 3. Auflage, 2018. [132] Bauer, A., Fritsch, P. und weitere Autoren (2019): Mutschmann / Stimmelmayr - Taschenbuch der Wasserversorgung. Springer Vieweg Verlag, 17. Auflage, 2019.