Wasserleitung

Bei einer Wasserleitung handelt es sich um ein technisches System zum Transport von Wasser an Orte, an denen es auf natürlichem Wege nicht zur Verfügung steht.

Fließendes Wasser aus einem Wasserhahn mit schwenkbarem Strahlregler

Grundlagen

Wasserleitungen für die Wasserversorgung sind wichtiger Bestandteil einer Zivilisation, da durch die Versorgung mit Frischwasser die Gefahr von Krankheiten durch mangelnde Hygiene gemindert wird. Außerdem spielt in vielen Regionen die Bewässerung in der Landwirtschaft eine zentrale Rolle. Wichtig hierfür ist neben der Zuleitung von Wasser auch ein funktionierendes Abwassersystem, in Feuchtgebieten auch eine Entwässerung.

Eine offene Wasserleitung ist ein Kanal. In flachem Gelände lassen sich Wasserleitungen als Wassergraben ausführen, in bergigerem Gelände sind weitreichendere Baumaßnahmen nötig, wie Wassertunnel und Aquädukte (Wasserbrücken), man spricht dann ausdrücklich von Wasserleitung. In der modernen Wasserversorgung der Industrieländer spielen offene Systeme nur noch eine untergeordnete Rolle, vorwiegend werden Druckstollen und Druckleitungen verwendet. Im landwirtschaftlichen Bereich subtropischer Länder sind ausgeklügelte Kanalsysteme zur Bewässerung der Felder (insbesondere beim Reisanbau) jedoch gang und gäbe.

Durch Benutzung der Wasserleitung verloren die Schöpfbrunnen, die oft einzige Trinkwasserquellen waren, ihre Bedeutung. Diese Brunnen dienten auch der Brandbekämpfung. Das größte Löschwasserreservoir war aber meist ein Löschwasserteich. Durch das Vorhandensein der Wasserleitung konnte die Brandbekämpfung über die Wasserentnahme aus Hydranten wesentlich schneller und mit geringerem Aufwand vorgenommen werden. In weiten Bereichen Afrikas, Asiens, Südamerikas, aber auch noch teilweise in Osteuropa, ist der Schöpfbrunnen immer noch die einzige Möglichkeit zur Wasserversorgung.

Historische Wasserleitungssysteme

Wassersammler bei Dawit Garedscha

Der Pont du Gard

Die ältesten Überlieferungen über Bauwerke zur Wasserleitung stammen aus der Zeit des ägyptischen Pharaos Ramses dem II, also ca. 1300 v. Chr. Auch die Römer waren für ihre umfangreichen Aquädukte bekannt. In Pergamon existierte bereits eine Druckwasserleitung. Auch das Bewässerungssystem von Turfan in China ist von hohem Alter. Die Inkastadt Machu Picchu wurde über gemauerte Kanalverbindungen mit Wasser versorgt. Im Mittelalter wurden hölzerne Leitungen, die Pipen oder Röhrfahrten, verwendet. Eine Leitung aus Deicheln, mehrere Meter langen schlanken, axial aufgebohrten Holzstangen, die die Hütte am Grünen See, Steiermark versorgte wurde erst um 1990 durch eine Kunststoffleitung ersetzt.

Daneben findet man in trockeneren Bergregionen noch heute aufwändige, uralte bäuerliche Kanalsysteme:

• Suonen oder Bissen im Wallis, Schweiz
• Münstertal und Gebiet des Flimser Bergsturzes (Kanton Graubünden, Schweiz)
• Oberinntal (Tirol, Österreich)
• Waale im Vinschgau (Südtirol, Italien)
• Aostatal (Region Aosta, Italien)
• Wuhre im Schwarzwald
• Levadas auf Madeira

Zu den letzten mit Aquädukten erbauten großen Wasserleitungen zählen die Wiener Hochquellenwasserleitungen von zuletzt 1910.

Trinkwasserleitungen in Gebäuden

Oberirdische Wasserleitung in Auckland, Neuseeland

Denkmal der Wasserleitung in Mytischtschi (Russland)

Schnitt durch eine alte Wasserleitung aus Asbest, die von innen mit Gipskristallen zugewachsen ist.

In Neubauten werden heute Trinkwasserleitungen verlegt, die typischerweise einem Druck von wenigstens sechs Bar standhalten und praktisch wartungsfrei sind.

Wasser, das durch im Erdboden verlegte Leitungen transportiert wird, hat in der Regel eine Temperatur von weniger als 10 °C und weist eine sehr geringe Keimbelastung auf. Innerhalb von Gebäuden erwärmt sich das in den Leitungen befindliche Wasser jedoch und die Vermehrungsrate der enthaltenen Bakterien nimmt zu. Dies kann nur vermieden werden, indem das in der Warmwasserleitung enthaltene Wasser durch Zirkulation auf einer Temperatur von über 55 °C gehalten wird. Um das Bakterienwachstum in Warmwasserleitungen ohne Zirkulation zu begrenzen, sollen diese einen möglichst geringen Querschnitt aufweisen (das nicht zirkulierende Wasservolumen zwischen Warmwassererzeuger und der entferntesten Entnahmestelle soll 3 Liter nicht übersteigen). Kaltwasserleitungen sollen so verlegt werden, dass sie nicht durch in der Nähe verlaufende Warmwasserleitungen erwärmt werden. Insbesondere Leitungen, die Teil der Warmwasserzirkulation sind, können benachbarte Kaltwasserleitungen annähernd auf Warmwassertemperatur erwärmen, wenn über Stunden kein kaltes Wasser entnommen wird (etwa über Nacht). Abhilfe schafft eine getrennte Verlegung oder eine sehr gute Wärmedämmung von Kalt- sowie Warmwasserleitungen.

Auch das im Leitungssystem enthaltene Kaltwasser-Volumen soll gering gehalten werden, indem in Rohrleitungen mit kleinen Nennweiten (Durchmesser) verwendet werden.

Wasserleitungen in Gebäuden bestehen heute im Wesentlichen aus

• dem Hausanschluss mit Wasserhauseinführung und Erstabsperrung,
• einem Wasserzähler und dem Trinkwasserfilter,
• diversen Rohrleitungen innerhalb des Hauses mit Rohren, Formstücken, Armaturen und Zapfarmaturen,
• gegebenenfalls aus Rohrhalterungen, sofern die Rohrleitung frei außerhalb der Hauswände verlegt wird.

Verwendete Materialien

Die Anforderungen an die Werkstoffe sind in zahlreichen technischen Regeln von DIN und DVGW festgeschrieben. Mit dem Kürzel „DVGW“ gekennzeichnete Produkte sind zur Verwendung in der Trinkwasserinstallation geprüft (allerdings erhalten auch Bauteile für die Gasinstallation die DVGW-Kennzeichnung; sie sind meist an einer gelben Markierung erkennbar).

Längere Stagnation des Trinkwassers in nicht DIN-DVGW-zertifizierten Leitungen sowie speziell auch in Armaturen kann zur Belastung des Wassers mit Schwermetall führen. Wasser sollte nach mehrstündigen Stillstandsphasen in der Leitung daher erst einige Sekunden abfließen, ehe es zu Trink- oder Kochzwecken genutzt wird. Als Nutzwasser, also zum Waschen oder Blumengießen, kann es ohne weiteres sofort verwendet werden.

Blei

Rohrleitungen aus Blei dürfen in der Schweiz seit 1914, in Deutschland seit 1973 und in Österreich seit 1983 nicht mehr verwendet werden, sind aber teilweise im Altbestand noch vorhanden. Die Abgabe von Blei an das Wasser kann zu Gesundheitsschäden führen.

Während bis zur Novellierung der deutschen Trinkwasserverordnung im Jahr 2001 das frei strömende und nicht stagnierende Wasser die Grenzwerte für Blei noch einhalten konnte, ist dies mit Inkrafttreten der neuen Grenzwerte häufig nicht mehr der Fall. Sämtliche Rohrleitungen sollten daher vorsorglich ersetzt werden.

Bestimmte Messinglegierungen zur Herstellung von Wasserhähnen enthalten geringe Mengen an Blei, da dies die Bearbeitung erleichtert. Wenn Wasser über Nacht in den Armaturen steht, nimmt es daher geringe Mengen an Blei auf, die unter Umständen den Grenzwert überschreiten können.

Verzinktes Stahlrohr

Rohre aus verzinktem Stahlrohr wurden in der Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik in der Regel in Form der sehr robusten mittelschweren und schweren Gewinderohren nach DIN EN 10255 eingesetzt, die über Whitworth-Gewinde mit den entsprechenden Fittingen verschraubt wurden. Die Rohre sind bis zur Größe von 6 Zoll erhältlich. Ab 2 Zoll werden aber bevorzugt Flanschverbindungen eingesetzt.

Je nach Zusammensetzung der im Wasser enthaltenen Mineralien in Verbindung mit Sauerstoff bildet sich an der Zinkschicht der Rohre in der Regel eine schützende Oxidschicht.

Wenn das Wasser über 60 °C erwärmt wird, kann die Oxidschicht jedoch chemisch instabil werden, wodurch zunächst die Zinkschicht und dann der Stahl korrodieren. Für Warmwasser- und Zirkulationsleitungen werden verzinkte Rohre daher nicht mehr eingesetzt.

Im Gegensatz zu den meisten anderen eingesetzten Materialien können speziell verzinkte Rohre bereits ab einer mittleren Wasserhärte beginnen zu verkalken. Auch dies hängt wieder von der jeweiligen Zusammensetzung des Wassers ab. Ebenso sind auch von Kalkablagerungen wieder Warmwasserleitungen besonders betroffen, deren ursprünglicher Querschnitt sich in Extremfällen innerhalb weniger Jahren auf eine kleine Öffnung reduziert. Bemerkbar macht sich dies oft in den Perlatoren der Mischbatterien, die regelmäßig von kleinen Kalkbrocken gereinigt werden müssen und sich besonders dann zusetzen, wenn die Ablagerungen bei Reparaturarbeiten von Rohren und Verbindungsteilen abgelöst wurden.

Seit einigen Jahren werden in Verbindung mit Klemmfittingen für Heizungsinstallationen dünnwandige verzinkte Präzisionsstahlrohre eingesetzt, die von Installateuren umgangssprachlich „C-Stahl-Rohre“ genannt werden. Diese sollten keinesfalls für Trinkwasserinstallationen eingesetzt werden, da die dünne Zinkschicht auf der Innenseite dieser Rohre von korrosivem Wasser schnell abgetragen werden kann. Zudem bildet sich auf der Außenseite von Kaltwasserleitungen im Sommer oft Kondenswasser, welches nach einigen Jahren zu einer Durchrostung der Rohre von außen führen kann, wenn sie nicht beschichtet oder mit einer dampfdichten Hülle versehen wurden. Diese Rohre ähneln den für Wasserleitungen sehr gut geeigneten Edelstahlrohren, welche ebenfalls zusammen mit Pressfittingen verwendet werden. Zu erkennen sind C-Stahl-Rohre und -Fittinge üblicherweise am roten Aufdruck, während diejenigen aus Edelstahl in der Regel einen schwarzen Aufdruck tragen.

Kupferrohr

In den meisten deutschen Versorgungsgebieten können Wasserleitungen aus Kupfer bedenkenlos verwendet werden. Wie bei verzinkten Rohren bildet sich in der Regel eine schützende Oxidschicht an der Innenseite.

In knapp 10 % der versorgten Haushalte sollte aufgrund der Zusammensetzung des Wassers von einer Verwendung von Kupferrohr abgesehen werden. Nach der DIN 50930 Teil 6 kann Kupferrohr verwendet werden, wenn die Analysedatenblätter der Wasserversorger ausweisen, dass entweder der pH-Wert über 7,4 liegt oder dass der pH-Wert zwischen 7,0 und 7,4 liegt und zugleich der TOC-Wert weniger als 1,5 mg/l beträgt (was einem ungewöhnlich sauberen Wasser entspricht). Andernfalls kann Lochfraßkorrosion auftreten.
Im Zweifel bietet es sich an, die Rohr- und Fittingshersteller um eine Interpretation der vom Wasserwerk veröffentlichten Werte zu bitten, da sich nicht jedes Wasserversorgungsunternehmen in der Lage sieht, eine eindeutige Empfehlung auszusprechen.

Wenn die Lohnkosten eine entscheidende Rolle spielen, wird heute meist die zeitsparende Verbindungstechnik mittels Pressfittingen aus Kupfer und Rotguss angewandt, während die Rohre ansonsten weiterhin mit Kapillarlötfittings aus Kupfer, Rotguss und Messing verbunden werden. Trinkwasserleitungen dürfen bis zur Abmessung von 28 mm nur weichgelötet werden. Übergangsfittinge mit Gewinde sollten aus Rotguss bestehen.

Edelstahlrohr

Edelstahl ist ein inerter Werkstoff und kann als solcher nicht nur im Trinkwasserbereich, sondern auch zum Transport von fast jeder anderen flüssigen Substanz eingesetzt werden. Edelstahlrohr wird heute fast ausschließlich unter Verwendung von Pressfittingen verlegt. Gegen den Einsatz von Edelstahlrohr spricht allenfalls sein hoher Preis.

Messing und Rotguss

Messing und Rotguss werden im Allgemeinen nicht als Werkstoff für Rohre, sondern für Verbindungsstücke und Armaturen eingesetzt. Messing ist anfällig für Spannungsrisskorrosion, die entstehen kann, wenn ein unter Spannung stehendes Bauteil in Kontakt mit einem korrosiven Medium wie Wasser kommt. Der Hersteller muss daher darauf achten, dass beim Produktionsprozess entstandene Spannungen durch eine Wärmebehandlung abgebaut werden und die Härte des Werkstoffs unter einem bestimmten Richtwert bleibt.

Kunststoff

Mehrschichtverbundrohr (unten: Querschnitt; oben: mit Übergangsstück zu verzinktem Stahlrohr mittels Schraubgewinde, ausgeführt als Pressfitting)

Seit etwa den 1990er Jahren werden auch in der Hausinstallation Rohre aus Kunststoff eingesetzt. Genauer handelt es sich um Mehrschichtverbundrohre, bei denen das wasserführende Rohr aus Kunststoff von einem aus Aluminium sowie einem weiteren aus Kunststoff umhüllt ist. Verbindungen werden als Pressfitting ausgeführt.

Bemessung

Geht man von Wohnungen mit der Mindestausstattung aus, so können die Trinkwasserleitung überschlägig wie folgt dimensioniert werden:

• Zur Versorgung einer Wohnung genügt eine Kaltwasserleitung mit DN 16 und eine Warmwasserleitung mit DN 13.
• Zur Anbindung von zwei Wohnungen verwendet man DN 20 für Kaltwasser und DN 16 für Warmwasser.
• Mit DN 20 können bei Warmwasser 3 bis 4 Wohnungen angeschlossen werden. Bei Kaltwasser ist ab drei Wohnungen DN 25 erforderlich.

Diese Angaben gelten bei Verwendung von glattwandigen Edelstahl-, Kupfer-, Kunststoff- oder Verbundrohren sowie bei Ausstattung des Bades mit einer Duschwanne und einem WC mit Spülkasten.

Kennzeichnung

Nachdem bislang „KW“ als Abkürzung zur Rohrleitungskennzeichnung für Kaltwasser und „WW“ für Warmwasser verwendet wurden, setzen sich in der Sanitär-Branche inzwischen die englischen Abkürzungen nach DIN EN 806 Teil 1 durch:

• PWC – Potable Water Cold, also: Trinkwasser, kalt – farbliche Kennzeichnung: Grün oder Blau
• PWH – Potable Water Hot, also: Trinkwasser, warm – farbliche Kennzeichnung: Grün oder Rot
• PWH-C – Potable Water Hot-Circulation, also: Trinkwasserleitung, warm, Zirkulation – farbliche Kennzeichnung: Grün oder Violett

Nach der DIN 2403 werden Wasserleitungen generell in Signalgrün (RAL 6032) mit weißer Beschriftung gekennzeichnet. Die Farben Blau, Rot und Violett finden sich daher lediglich in der Hausinstallation auf den Griffen von Armaturen oder auf technischen Zeichnungen, wenn keine Verwechselungsgefahr mit anderen Medien besteht. Blau, Rot und Violett sollten in größeren Anlagen nicht zur Kennzeichnung von Rohrleitungen für Kaltwasser, Warmwasser und die Warmwasser-Zirkulation verwendet werden, da sie in der DIN 2403 für Sauerstoff-, Wasserdampf- und Laugen-Leitungen vorgesehen sind.

Richtlinien

Das Arbeitsblatt W 534, Teil 1, Nr. 2.1 (Seite 3) des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs (DVGW) enthält eine Auflistung der relevanten technischen Regeln der in der Sanitär- und Heizungsbranche verwendeten Rohrleitungen sowie zugehörigen Rohrverbindern (Fitting) und -verbindungen.

Der Schutz des Trinkwassers wird in der DIN EN 1717 sowie der nationalen Ergänzungsnorm DIN DIN 1988-100 geregelt.

Die Planung von Trinkwasserinstallationen erfolgt nach der DIN EN 806 Teil 2 sowie der nationalen Ergänzungsnorm DIN 1988-200 und die Berechnung nach Teil 3 bzw. DIN 1988-300.

DIN EN 806 Teil 3 regelt die Ausführung und Teil 4 den Betrieb von Trinkwasseranlagen.

DIN 1988-7 trifft Aussagen zu Korrosion und Steinbildung. (Diese Norm wird zukünftig DIN 1988-700 heißen.)

Zu allen gängigen Rohrwerkstoffen liegen Rohrnormen des Deutschen Instituts für Normung (DIN) vor. Beispielsweise behandelt die DIN 50930-6 Rohre aus Kupfer, feuerverzinktem Stahl und anderen metallischen Werkstoffen in der Trinkwasserinstallation.

Nach Einzelprüfung erhalten Hersteller für Rohre für Sanitärinstallationen ein DVGW-Zeichen. Das DVGW-Zeichen bedeutet im Allgemeinen, dass das Rohr die anerkannten Regeln der Technik erfüllt, so dass bei Verwendung kein Einzelnachweis nach §20 MBO mehr geführt werden muss. Unter anderem erfüllen gekennzeichnete Rohre die Anforderungen des DVGW-Arbeitsblattes W 270 (Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich – Prüfung und Bewertung).

Schließlich sind bei der Installation gegebenenfalls VDE-/VDI-Vorschriften zu beachten.

Andere Anwendungsfälle

Neben Trinkwasser werden Wasserleitungen auch zum Transport von Betriebswasser verwendet. Beispielsweise wird bei der Zentralheizung im Haus die Wärmeenergie mittels Warmwasser transportiert. Teilweise gab es in vergangenen Zeiten auch in Kommunen getrennte Wasserleitungen für Trink- und Brauchwasser. Das kann mittels lokaler Grundwasserbrunnen in Gewerbe- und Industriebetrieben durchaus Kosten sparen. Denselben Effekt hat die Gewinnung von naturgemäß weichem Regenwasser von einem Hausdach, mit dem über Speicherung in einer Zisterne etwa Toilettenspülung, Wäschewaschen, Gartenbewässerung über eine eigene Leitung gespeist werden kann.

Autowaschanlagen führen durch Osmose gereinigtes, enthärtetes Wasser im Kreislauf.

Wasserleitungen dienen zunehmend auch dem Transport von Kälte. Einerseits als Kühlwasser, das für Boots-Verbrennungsmotor oder Wärmekraftwerk aus einem Gewässer entnommen wird. Oder durch eine Kältemaschine gekühlt, die im Haus oder im Fall von Fernkälte im Stadtviertel liegen kann, und der Raumklimatisierung dient. Moderne Kälteerzeugung kann mit industrieller Abwärme, Fernwärme oder Sonnenwärme über eine Absorptionskältemaschine auf Basis Lithiumbromid/Wasser erfolgen.

Extra feine Wasserleitungen versprühen Wasser aus feinen Düsen über ausgestelltem Obst und Gemüse in manchen Geschäften, um durch ausreichend hohe Feuchtigkeit die Naturprodukte nicht antrocknen zu lassen, wenn die Kaufhausluft durch Klimatisierung zu trocken ist. Ähnliche Systeme kühlen die Luft in der Sommerzeit in manchen Gastgärten.

Wasserleitungen zur Bewässerung von Pflanzen reichen vom Innendurchmesser 2 mm (Kunststoff) bei Tropfbewässerung in die Erde und ab 49 mm bei kuppelbaren Blechrohren (HK-Bauer-Hebelkupplung bis 194 mm) oder System WR (Wade-Rain bis 150 mm) für Beregnungssysteme für größere landwirtschaftliche Flächen aber auch Industrie, Baustelle und Bergbau.

Wasserleitungen für Spül- und Kühlwasser, eventuell mit Zusatzstoffen, gibt es auch beim Nassschleifen, Bohren und Sägen. Anwendungsgebiete sind Zahnbehandlung, Messerschleifen, Sägen, Bohren und Fräsen von Metall und Beton, sowie auf Straßenwalzen, wo Wasser auch als Trennmittel gegenüber dem Fahrbahnasphalt dient.

Heraldik

Wappen von Bad Kleinkirchheim

Im Bad Kleinkirchheimer Wappen führt ein gewundener silberner Heilwasserstrang von der Kirche durch den schwarzen Schildfuß zur Brunnenschale und verbindet die beiden unterirdisch sinnfällig.

Siehe auch

Wiktionary: Wasserleitung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Wasserleitungen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Rohrleitung
• Schlauchleitung
• Deichel
• Wasserrohrbruch
• Wasserverteilungssystem

Weblinks

• Antike Wasserversorgung durch Leitungen