Werte managen, Substanz erhalten

Substanzerhaltung (nicht nur) mit Augenmaß

Die Erarbeitung einer nachhaltigen Instandhaltungsstrategie für Entwässerungssysteme ist ein zentrales Thema für Kommunen. Die Stadt Pirmasens hat hierzu eine ganzheitliche und zukunftsorientierte Substanzerhaltungsstrategie aufgesetzt.

In kommunalen Erdreichen schlummert so manche Zeitbombe. Gemeint sind nicht kriegsrelikte Blindgänger, sondern Abwasserkanäle ähnlichen Datums. Wer angesichts knapper Kassen zur rechten Zeit den richtigen Entscheid für Renovierung oder Erneuerung treffen will, muss vieles bedenken.

Mit Blick in die Zukunft

Nachhaltigkeit steht in Pirmasens hoch im Kurs. Davon zeugen der Deutsche Nachhaltigkeitspreis 2013 und der Sonderpreis für Nachhaltigkeit 2017. Ebenfalls 2017 wurde der westpfälzischen Stadt der Titel „Klimaaktive Kommune“ verliehen. Gerade auch beim Abwasser richtet sich der ganzheitliche Blick auf ökologische und wirtschaftliche Aspekte. So gehörte Pirmasens 2013 bis 2016 zu den Projektpartnern bei Entwicklung und Praxistest eines Nachhaltigkeits-Controlling-Instruments für siedlungswasserwirtschaftliche Systeme (NaCoSi).

Strategische Wege geht man auch bei der Investition in den Erhalt des 271 km messenden Kanalsystems. Nach Länge bemessen, dominiert hier Stahlbeton (43 %) als Rohwerkstoff, gefolgt von Steinzeug (24 %) und Beton (18 %). Die ältesten in Pirmasens noch in Betrieb befindlichen unterirdischen Systeme zur Ableitung von Regen-, Schmutz- und Abwasser stammen aus der Zeit um 1890, das Durchschnittsalter liegt bei 45 Jahren. Ein Großteil des Entwässerungsnetzes entstand über den Wiederaufbau nach dem Zweiten Weltkrieg. Rein rechnerisch ist dadurch die kritische Nutzungsdauer und so ein historisches Zeitfenster zum Handeln erreicht.

Rahmenbedingungen und Datenbasis

Bei der Generationen-übergreifenden Aufgabe ist an vieles zu denken: Was etwa soll wann saniert, was erneuert werden? Je früher man auf Schäden reagiert, desto geringer fallen grundsätzlich die Reparaturkosten aus und desto länger bleibt die Substanz erhalten. Andererseits wollte man in Pirmasens aber auch Restbuchwerte[1] nutzen und Synergien mit dem Straßenbau ausschöpfen. Gefragt war eine Strategie zur Substanzerhaltung mit dem Ziel, durch vorausschauendes Handeln die Kosten zu optimieren. Um eine valide Datenbasis zu schaffen, erfolgte Ende 2017 zunächst eine Kamerabefahrung zur strategischen Netzuntersuchung von ca. 279 Kanalkilometern mit insgesamt 7.574 Haltungen.

Diese Ist-Aufnahme ergab detaillierte Informationen über bedrohliche Mängel wie beispielsweise Korrosion und Verschleiß, Risse und Scherbenbildung, undichte Muffen und schadhafte Anbindungen von Hausanschlussleitungen. Hier drohten Verunreinigung des Grundwassers durch austretendes Abwasser (Exfiltration) und Eindringen von Fremdwasser (Infiltration) bis hin zum Systemversagen mit Verstopfungen, Überschwemmungen oder gar Straßeneinbrüchen in Folge von Hohlraumbildungen rund um die Schadensstelle.

Alterungssimulation

Aus den zugrunde liegenden Daten haben die Experten der beauftragten S & P Consult GmbH eine Alterungsprognose und Investitionsstrategie bis zum Jahr 2050 errechnet. Dabei wurden u. a. Schutzziele wie Standsicherheit, Dichtheit und Betrieb definiert und hinsichtlich Sanierungspriorität (Zustand) und Abnutzungsvorrat (Substanz) der Haltungen untersucht. Die hierfür etablierte Substanzklasseneinteilung reichte von „Abnutzungsvorrat voll“ bis zu „Abnutzungsvorrat aufgebraucht“.

Unter Berücksichtigung von Materialien, Baujahren und Erfahrungswerten der Betriebsingenieure konnten mit Hilfe einer stochastischen Alterungsprognose die Restnutzungsdauern der Kanäle haltungsscharf ermittelt werden. Die Ergebnisse lieferten somit Informationen, wann welcher Kanal ausfallen wird – und wann der beste Zeitpunkt ist, vorbeugende Maßnahmen zur Instandhaltung zu ergreifen.

Betrachtung unterschiedlicher Strategien

Zur Optimierung der aktuellen Herangehensweise wurden Referenzszenarien wie die „Weiter-so-Strategie“ betrachtet. Diese impliziert, dass die bisherige, rein schadensorientierte Sanierungspraxis fortgeschrieben würde. Auf Grundlage der so gewonnenen Erfahrungen bezüglich der zu erwartenden Zustands- und Substanzentwicklung des Netzes wurde die zukünftige Herangehensweise in Form einer nachhaltigen Investitions- und Sanierungsstrategie entwickelt. Diese, die bauliche Substanz des Kanalnetzes erhaltende Strategie dient zusätzlich der Verstetigung der jährlichen Sanierungsaufgaben und beinhaltet einen erhöhten Reparatur- und Renovierungsanteil. Zusätzlich wurde eine Koordinierung der Kanalbaumaßnahmen mit dem laufenden Straßenausbauprogramm vorgenommen und eine gesamttechnische Prioritätenliste mit jährlichen investiven Sanierungslängen[2] von 4,8 km und einem Jahresbudget von 2,15 Mio. Euro erstellt.

Nach ersten Investitionen auf dieser Planungsbasis im Jahr 2018 wurde im August 2019 bereits ein zweites Maßnahmenpaket in der Größenordnung von 700.000 Euro vergeben. Weil die Aussagenschärfe sich jedoch mit zunehmender Prognosedauer abschwächt, soll künftig die Wirksamkeit der Strategie durch zyklische Ergebniskontrollen und Monitoring der Sanierungs-ziele verifiziert werden.

Stadt Pirmasens

www.pirmasens.de

[1] Das Anlagevermögen des Pirmasenser Abwasserbeseitigungsbetriebs bei den Abwassersammelanlagen beträgt rund 56 Mio. Euro.

[2] Erneuerung 50 % oder 2,4 km, Renovierung 50 % oder 2,4 km.

„Arbeiten wir den Sanierungsrückstau nicht ab, sind wir nur noch reaktiv“

THIS im Gespräch mit Dipl.-Ing. Michael Maas, Bürgermeister der Stadt Pirmasens und bisheriger Leiter des städtischen Tiefbauamts, zu Infrastrukturmaßnahmen zum Erhalt des Kanalnetzes auf Basis eines ganzheitlichen Konzeptes und Priorisierungsplans.

THIS: Herr Maas, Ende des Jahres 2017 hat die Stadt Pirmasens den Erhalt des Kanalnetzes von der bisherigen „Weiter-so“-Strategie auf eine nachhaltige Substanzerhaltungsstrategie gehoben. Wie kam es zu diesem Umdenken?

Michael Maas: Wie jede andere Stadt in Deutschland auch hat Pirmasens relativ alte Kanäle. Ein Großteil dieser Kanäle wurde beim Bau von Neubaugebieten in der Nachkriegszeit verlegt, also in den 50er bis 70er Jahren. Rein theoretisch haben also viele Kanäle jetzt ein Alter von 60 Jahren erreicht: ein historisches Zeitfenster. Hinzu kommt die damalige Bauqualität. Man hatte andere Prioritäten als Umwelt und Abwasser, an Materialien wurde verwendet, was zu Hand war. Ich habe beispielsweise schon einen Steinzeugkanal gesehen, der komplett aus Abzweigstücken improvisiert war. 2015 hatten wir die Situation, dass 13 km Kanal die Zustandsklasse 0 aufwiesen, also mit höchster Dringlichkeit Handlungsbedarf anstand. Wenn wir diesen Rückstand nicht abarbeiten, geraten wir in eine Situation, in der wir nur noch reaktiv sind und nicht mehr zukunftsgerichtet agieren können.

THIS: Um eine Ist-Aufnahme der Situation zu erhalten, wurde eine Kamerainspektion durchgeführt. Welche Schäden wurden ersichtlich?

Michael Maas: Der Klassiker ist Korrosion, die rund 54 Prozent der Schadensarten ausmacht – ausgelöst durch Schwefelsäure oder Schwefelwasserstoffe. Aufgrund der besonderen Topografie von Pirmasens – die Stadt wurde auf sieben Hügeln errichtet – gibt es viele Gefällestrecken. Somit wiesen einige Rohrwandungen auch Abrieb- und Verschleißstellen durch Sand auf. Risse und Scherbenbildungen kommen ebenfalls hinzu. Viele einragende Stutzen sind undicht, da der außenliegende Beton langsam altert. Gerade bei den häufiger werdenden Starkregenereignissen gelangt durch kleine Löcher immer wieder Erdreich in den Kanal und wird abgetragen. Bis der entstandene Hohlraum zu groß wird, die Gewölbewirkung des anstehenden Erdreichs wegfällt und sich Setzungen an der Erdoberfläche bilden, im ungünstigsten Fall unter der Straße. Auch solche Situationen hatten wir schon. 

THIS: Auf Basis der Kamerabefahrung wurde eine Kanalnetzerhaltungssimulation durchgeführt, um die verbleibenden Restnutzungsdauern der jeweiligen Kanalabschnitte zu ermitteln. Was war das Ergebnis?

Michael Maas: Der Sanierungsrückstau beträgt knapp vier Kilometer Kanalnetznetz, was etwa 100 Haltungen entspricht: Deren Restnutzungsdauer ist bereits erreicht. Mehr als die Hälfte dieser Haltungen besteht aus Beton und Stahlbeton. In 20 Jahren hätte sich die Anzahl der Haltungen, deren Restnutzungsdauer erreicht ist, bereits vervier- bis verfünffacht und es würden substantielle Vermögensverluste drohen. Die Simulation hat uns also gezeigt, dass wir unsere Schlagzahl ändern müssen, um das Problem in den Griff zu bekommen. Dabei lag der Schwerpunkt weniger auf den Mitteln für den Unterhaltungs- uns Sanierungsaufwand, denn entsprechende Beträge waren sehr wohl im Wirtschaftsplan eingestellt. Vielmehr hatten wir zum Teil nur die Hälfte der Mittel im Jahr auch abrufen können. Demensprechend musste auch das Verfahren umgestellt werden, um eingeplante Mittel tatsächlich zu nutzen. Wir haben dann auf die Substanzerhaltungsstrategie mit koordinierten Straßenausbau umgestellt und darüber hinaus unsere Ressourcen intern aufgestockt.

THIS: Können Sie diese Vorgehensweise näher erläutern?

Michael Maas: Im Idealfall beinhaltet ein Sanierungsprogramm eine solche Substanzerhaltungsstrategie, die sich am langfristigen Erhalt der Substanz und des Vermögenwertes orientiert. Es wird prophylaktisch dort im Unterhaltungsbereich instandgesetzt, wo genau klar ist, dass in nächster Zeit der Vermögenswert aufgebraucht ist, damit der technische Zustand und somit auch der Wert erhalten bleiben. Wenn man diesen Zeitpunkt verpasst, muss möglicherweise in offener Bauweise ein Rohr erneuert werden – die teuerste Variante. Vor diesem Hintergrund haben wir uns für die laufenden Unterhaltungsmaßnahmen ein Budget 0,5 Mio. Euro jährlich gegeben. Im investiven Bereich haben wir das Budget auf 2,15 Mio. Euro erhöht, die Sanierungslängen betragen etwa 4,8 km pro Jahr.

THIS: Wie gestaltet sich die Verzahnung mit dem Straßenbauprogramm?

Michael Maas: Damit Maßnahmen auch realisiert werden können, braucht es ein abgestimmtes Verfahren mit dem Straßenbau. Das heißt: Alle sanierungsbedürftigen Kanäle in Straßen des Straßenbauprogramms werden gemeinsam mit der Straße saniert. Die Nutzungsdauer der Straße wird durch den technischen Zustand bestimmt, die von Kanälen ebenso durch ihren Zustand sowie den Bedarf der Versorgungsleitung. So entsteht eine Gesamtpriorität, anhand derer der Rat der Stadt eine Ausbauliste für die nächsten fünf Jahre beschließt. So kann es natürlich passieren, dass aufgrund einer dringenden Straßenbaumaßnahme 10 oder 15 Jahre Restbuchwert eines Kanals verschenkt werden. Aber das Worst-Case-Szenario wäre, dass die Straße ohne den Kanal saniert wird, dieser aber genau nach der Straßenbaumaßnahme versagt, weil zum Beispiel Risse durch das schwere Gerät des Straßenbaus größer geworden sind.  Auch für solche Erwägungen ist die Alterssimulation wichtig.

THIS: Welche anderen Strategien wurden zum Vergleich heran gezogen bzw. welche anderen Handlungsoptionen hätten zur Wahl gestanden?

Michael Maas: Geprüft haben wir außerdem die „Weiter-so-Strategie“, bei der die jährlichen investiven Sanierungslängen etwa 3 km betragen hätten, ein Jahresbudget von 1,8 Mio. Euro zur Verfügung gestanden hätte und 85 % Erneuerung sowie 15 % für Renovierung veranschlagt gewesen wären. Bei dieser Strategie würde der Abnutzungsvorrat im Jahr 2050 bei nur noch 41 % liegen, bei der optimierten Strategie (mit Straßenkoordinierung) bei immerhin 54 %. Würden wir weitermachen wie bisher, bestünde im Jahr 2050 bei fast der Hälfte des Netzes kurz- bis mittelfristiger Handlungsbedarf; mit der gewählten Strategie reduziert sich der Anteil mittel bis stark mangelhafter Kanäle bis zum Jahr 2050 auf etwa 25 %.

 

THIS: Sie sprachen von der Aufstockung interner Ressourcen.

Michael Maas: Angesichts des Fachkräftemangels blieb nur die Möglichkeit, aktiv Personal zu akquirieren. Nur Anzeigen veröffentlichen reicht nicht: Ich selbst bin an Fachhochschulen zu Gast gewesen und habe Vorträge zum Arbeitgeber öffentlicher Dienst gehalten. Denn da gibt es längt keine grauen „Ärmelschonerjobs“ mehr, sondern spannende Aufgabenfelder und die Möglichkeit, sich selbst zu verwirklichen. Die Work-Life-Balance stimmt also.

 

THIS: Welche weiteren Maßnahmen wurden ergriffen, um die tatsächliche Realisation der Maßnahmen voranzutreiben?

Michael Maas: Wir haben die Erfahrung gemacht, dass gerade bei kleineren Maßnahmen wenig oder gar keine Angebote abgegeben werden oder der spezifische Preis sehr hoch ist. Außerdem ist bei Ausschreibungen der öffentlichen Hand der Verwaltungsaufwand sehr groß. Also beschlossen wir, größere Maßnahmenpackete zu schnüren. Somit wird ein Angebot auch für überregional oder national agierende Unternehmen spannender, die dann beispielsweise auch einen Weg von 800 km für einen Auftrag in Kauf nehmen. Außerdem haben wir vermehrt Ausnahmegenehmigungen für Nachtarbeit erteilt, um so Zeit zu sparen. Unsere Firmen arbeiten ohnehin im öffentlichen Verkehrsraum, da ist ungehindertes Arbeiten viel wert. Auch so haben wir die Schlagzahlen steigern können. Im Moment sind wir bei 3 km Kanal im investiven Bereich – es ist noch möglich, die eingeplanten 4,8 km in diesem Jahr zu erreichen.

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