bbr 5/2021

 

Fachbeiträge der bbr-Ausgabe 5/2021:

 

Lebensdauer von Wasserstoff-Pipelines bruchmechanisch bestimmen

Die Bundesregierung plant mit ihrer „Wasserstoffstrategie“, fossile Energieträger durch Wasserstoff (H2) aus regenerativ erzeugtem Strom zu ersetzen. Der Transport und die Lagerung dieses Energieträgers benötigen eine geeignete Infrastruktur. Mit einer Lebensdauer von 100 Jahren und mehr gehören Pipelines und Kavernenspeicher zu den ökologischsten und wirtschaftlichsten Transport- und Speicherlösungen. Ein weiterer Vorteil: Die Infrastruktur besteht bereits, lässt sich wirtschaftlich betreiben und ist gesellschaftlich akzeptiert. In den kommenden Jahren werden dementsprechend viele Gasleitungen mit höheren Wasserstoffanteilen betrieben oder komplett auf Wasserstoff umgestellt. Dafür müssen allerdings die speziellen Eigenschaften von Wasserstoff berücksichtigt werden, was wiederum ein neues Sicherheits- und Instandhaltungskonzept erfordert.

Autoren: Jan Sachse, Dr. Johanna Steinbock, Dr. Albert Großmann (TÜV SÜD Industrie Service GmbH)

 

Wenn der Platz für Sickermulden fehlt: Versickerungsrigolen mit Vorbehandlung des Regenwassers im Untergrund

Nicht nur beim Neubau, auch bei Umbau und Modernisierung ist die Baugenehmigung abhängig von einer Entwässerungsplanung gemäß der aktuellen technischen Regeln und Verordnungen. Das Entkoppeln von Schmutz- und Regenwasser gehört ebenso dazu wie das Behandeln des Regenwassers vor der Versickerung. Sind oberflächige Sickermulden nicht zulässig oder fehlt der Platz dafür, kommen unterirdische Alternativen zum Einsatz. Befahrbar und einfach in der Wartung sind Anlagen aus Beton, die traditionell von Tiefbauunternehmen versetzt werden.

Autor: Klaus W. König (Sachverständigen- und Fachpressebüro)

 

Fremdwasser richtig messen: Ein Vergleich von Einzel- und Kurzzeitmessungen

Der Bedarf an Maßnahmen zur Reduzierung von Fremdwasser im kommunalen Kanalnetz steigt kontinuierlich – das zeigt die Erfahrung von Messdienstleistern. Zur Ermittlung von Fremdwasser werden Messkampagnen durchgeführt, bei denen Teileinzugsgebiete mit Durchflussmessungen ausgerüstet werden, um die Fremdwasserschwerpunktgebiete zu identifizieren. Bei nahezu allen Messkampagnen wird die Fremdwasserauswertung über die Nachtminimum-Methode realisiert. Bei dieser Methode wird der geringste Tagesabfluss als im Wesentlichen dem Fremdwasser zugehörig gewertet.

Autor: Thomas Schäfer (NIVUS GmbH)

 

Gut geschütztes Bollwerk: Kampfmittelbergung auf Helgoland

Sie sind seit jeher den höchsten Wellen ausgesetzt: Helgolands Westmole und Westmauer. Zusammen garantieren sie den Bestand des gesamten Südhafengeländes sowie des Schutz- und Sicherheitshafens. Die Bauwerke dauerhaft zu erhalten, ist für die Bewohner der Nordseeinsel in der Deutschen Bucht von immenser Bedeutung. Seit diesem Jahr wird die Westmauer im Auftrag der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) saniert, da ihre Standsicherheit eingeschränkt ist. Dabei ist das Know-how der Eggers Kampfmittelbergung gefragt. Denn vor der Küste und auf Helgoland selbst lagern bis heute Relikte aus dem Zweiten Weltkrieg: Bomben, Minen oder Granaten. Die Profis des Bauunternehmens spüren diese auf, der Kampfmittelräumdienst Schleswig-Holsteins entschärft sie und macht sie danach unschädlich. Was die Bauarbeiten auf der Insel stark beeinflusst, sind die Witterung sowie Beschränkungen im Rahmen der Corona-Pandemie, auf die reagiert werden muss.

Autorin: Sonja Reimann (Zeppelin Baumaschinen GmbH)

 

Die Aufgaben des geotechnischen Sachverständigen für anspruchsvolle Ingenieurbauwerke

Anspruchsvolle Ingenieurbauwerke erfordern eine umfangreiche geotechnische Bearbeitung. Die Grundlage dafür ist der geotechnische Bericht, der auf das Bauvorhaben und die dafür vorgesehenen Verfahren des Tief- und Spezialtiefbaus ausgerichtet ist. Für dessen Erstellung und für weitergehende Beratungen im Rahmen der Planung und Ausführung sind qualifizierte geotechnische Sachverständige mit vertieften Kenntnissen in den jeweils relevanten Herstellverfahren miteinzubeziehen.

Autor: Dr. Jan Kayser (Bundesanstalt für Wasserbau)

 

Standorterkundung mithilfe elektromagnetischer Verfahren im Radiofrequenzbereich

Radiofrequenzverfahren aus der Geophysik erlauben eine schnelle und effektive Erkundung und Beurteilung von On- und Offshore-Flächen. Die Anwendung umfasst die Bereiche Hydrogeologie, Bergbau, Altlasten und Leitungssuche. Hierbei kommen bewährte Geräte und Methoden zum Einsatz, die bei verschiedenen Radiofrequenzen den elektrischen Widerstand im Untergrund messen. Aus den Messwerten werden anschließend Widerstandstiefenmodelle, ähnlich wie in der geoelektrischen Tomographie, berechnet. Eine wichtige Anwendung besteht darin, Flächen auf vertikale Strukturen wie z. B. Verwerfungen, Leitungen und Gräben hin zu untersuchen. Diese Aufgabe wird von einem kontinuierlich messenden und bodenkontaktlosen Very Low Frequency System (VLF) übernommen. Für die Bestimmung von Widerstandstiefenmodellen werden Radiomagnetotellurik-Geräte (RMT) verwendet. Die Erkundungstiefe ist durch den sogenannten Skin-Effekt von der verwendeten Frequenz und dem elektrischen Widerstand im Untergrund abhängig. Sie liegt typischerweise zwischen 1 und 200 m und deckt den betrachteten Messraum im Rahmen der vorliegenden Fallbeispiele somit optimal ab.

Autoren: Dr. Marcus Gurk (Büro für Geophysikalische Dienstleistungen), Dr. Nikolaos Tougiannidis (Sadurski Erdbohrungen GmbH & Co. KG)

 

Auswahl und Bewertung von Parametern zur automatisierten Brunnenüberwachung

Wassergewinnungsbrunnen sind, wie jedes technische Bauwerk, Alterungsprozessen unterworfen. Diese sind in der Regel mit einem Verlust der ursprünglichen Leistungsfähigkeit und/oder der mechanischen Stabilität verbunden. Die verschiedenen Ursachen der Brunnenalterung sind heute weitgehend untersucht und in entsprechender Fachliteratur dargestellt. Inwieweit und unter welchen Voraussetzungen sich die stattfindenden Alterungsprozesse und ihre Auswirkungen verallgemeinern lassen und welche Konsequenzen für die Werterhaltung von Brunnen hieraus gezogen werden können, ist jedoch in der Praxis nach wie vor häufig unklar. Ebenso wenig implementiert sind in der Regel Möglichkeiten zur automatisierten Erfassung und Auswertung von Brunnenkenndaten, um hieraus Rückschlüsse auf den Brunnenzustand zu ziehen und ggf. erforderliche Maßnahmen zu einem geeigneten Zeitpunkt einleiten zu können.

Autoren: Dr. Till Rubbert, Sebastian Quante (Bieske und Partner Beratende Ingenieure GmbH), Dr. Thomas Gutzke, Tobias Hein (envi systems GmbH), Dr. Sabine Bohlmann, Prof. Dr. Matthias Reuter (Technische Universität Clausthal)

 

Entwicklung eines herstellerunabhängigen Monitoring-Moduls für Erdwärmeanlagen

Mithilfe eines feldtauglichen Systems zum Verbrauchermonitoring wird im Forschungsprojekt „GeoMo“ eine kontinuierliche Messung der Anlagenleistung und des Anwenderverhaltens von bestehenden und neu errichteten geothermischen Heizungsanlagen für Einfamilienhäuser ermöglicht. Durch die Aufzeichnung der Verbrauchsdaten ergeben sich Möglichkeiten einer langfristigen Überwachung von Erdwärmeanlagen sowie der Ermittlung der verbraucherspezifischen Jahresarbeitszahlen und den damit gegebenenfalls verbundenen Optimierungsmaßnahmen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Störungen an der Anlage, den Erdwärmesonden oder dem Wärmetauscher (Erdreich) frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Autoren: Stefanie Wiek (geoENERGIE Konzept GmbH), Rico Lorenz (IAB – Institut für Angewandte Bauforschung)