WASSER-NEWSLETTER Nr. 11 - September 2016

innovativer Technologien für eine zukunftsfähige Wasser- und Abwasserwirtschaft eine tragende Rolle.

Die Themen • Grontmij ist jetzt Sweco • Wärmepotentialkarten helfen Kommunen, Energie zu sparen, indem sie Abwasserwärme nutzen • Schweden auf dem Weg zu einer der modernsten Abwasserreinigungsanlagen der Welt • Sauberes Wasser für Millionen – Sweco-Projekt in

Mit diesem Newsletter möchten wir über die Projekte unserer hiesigen Experten hinausschauen und Ihnen auch einen Einblick in die vielfältige internationale Arbeit der Sweco geben. Wir sind davon überzeugt, dass wir als Sweco eine Vielzahl neuer Möglichkeiten erschließen und freuen uns, auch in Zukunft mit Ihnen zusammenzuarbeiten! Es grüßen Sie herzlich

Bangladesch

Grontmij ist jetzt Sweco

Seit mehr als 50 Jahren stehen wir als Berater an Ihrer Seite – und sind in diesem Jahr einen weiteren wichtigen Schritt in unserer Firmengeschichte gegangen: Nachdem unser niederländischer Mutterkonzern, die Grontmij N. V., bereits am 01.10.2015 in bes Dipl.-Ing. Stephan Ellerhorst tem gegenseitigem Einvernehmen von der Bereichsleiter Wasser Sweco AB übernommen wurde, haben wir Niederlassungen in Deutschland zum 01.03.2016 den Namen unserer neuen Muttergesellschaft angenommen und firmieren nun als „Sweco GmbH“. Dabei steht der Name „Sweco“ für „Swedish Consultants“. Durch den Zusammenschluss beider Unternehmen ist Sweco nun der größte europäische Anbieter von Architektur- und Ingenieurdienstleistungen mit Hauptsitz in Stockholm und rund 14.500 Mitarbeitern in 15 Ländern. Genau wie Grontmij setzt Sweco auf eine dezentrale Organisationsstruktur sowie eine starke regionale Präsenz. So können wir weiterhin in Ihrer unmittelbaren Nähe agieren und Sie mit Engagement und Sachverstand bei Ihren Projektvorhaben unterstützen – ganz so, wie Sie es von uns gewohnt sind.

Dr.-Ing. Heinrich Herbst Bereichsleiter Wasser Köln

Ganz konkret bedeutet das für Sie: Sie behalten Ihre vertrauten Ansprechpartner und können dieselben Leistungen wie bisher abrufen. Darüber hinaus profitieren Sie von einer deutlich erweiterten Angebotspalette für sämtliche Leistungsphasen im Architektur- und Ingenieurbereich. Neben den Themen „nachhaltiges Bauen“, „effiziente Infrastruktur“ und „sichere Energieversorgung“ spielt dabei selbstverständlich auch die Entwicklung moderner Konzepte und

Wärmepotentialkarten helfen Kommunen, Energie zu sparen, indem sie Abwasserwärme nutzen Zurzeit nutzen Städte und Gemeinden die Möglichkeiten, Energie aus Abwasserwärme zu gewinnen, bei Weitem nicht in dem Umfang, wie dies eigentlich möglich wäre. Hier bietet sich langfristig noch ein deutliches Einsparpotenzial für die Kommunen. Sogenannte Wärmepotenzialkarten können einen wichtigen Beitrag dafür leisten, dass Wärmeerzeuger und Wärmenutzer zueinander finden. Dies dient nicht zuletzt auch dem Klimaschutz. Gebäude als Wärmelieferanten Rund 40 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs und etwa ein Drittel der CO2-Emissionen entfallen auf den Gebäudebereich. Laut EEWärmeG vom 20. Oktober 2015 sollen Länder und Kommunen den Anschluss und die Nutzung von Wärmenetzen vorschreiben können – also eine Nutzungspflicht etablieren. Das Umweltbundesamt geht davon aus, dass ein Gebäude, das nach aktuellem Baustandard errichtet wurde, rd. 15 % seiner Heizenergie über den Abwasserpfad an das Kanalnetz abgibt. Diese Wärme zu nutzen, ist im Zeichen der Energiewende für viele Städte und

Abb. 1: Ungenutzte Abwasserwärme (© Sweco GmbH)

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WASSER-Newsletter Nr. 11 - September 2016 Kommunen ein Bestandteil lokaler Klimaschutzkonzepte geworden – das Potenzial ist aber noch längst nicht ausgeschöpft. Dies liegt auch an der noch ungewohnten Vorstellung vom Gebäude oder Betrieb als Wärmelieferant. Um Anbieter und Nutzer der Abwasserwärme zueinander zu bringen, ist ein geeigneter Mittler vonnöten. Dies können z. B. die örtlichen Stadtwerke sein. Potenzielle Abnehmer sind kontinuierliche Wärmeverbraucher, wie z. B. Schwimmbäder. Effizientes Prinzip für gut gedämmte Gebäude Das Prinzip ist seit vielen Jahren bekannt: Selbst im Winter liegen die Temperaturen des Abwassers zum Zeitpunkt der Einleitung ins Kanalnetz bei mindestens 10 - 15° C. Dort sorgt dann ein Wärmetauscher dafür, dass die im Abwasser vorhandene Wärme zu einer Wärmepumpe beim Nutzer transportiert wird. Dabei erfolgt eine Temperaturanhebung. Schließlich wird ein Niveau von 40 bis max. 70° C erzielt, das den Endabnehmern zur Verfügung steht. Aus Effizienzgründen sollte das benötigte Temperaturband aber bei 40 - 55° C liegen. Besonders wirtschaftlich ist daher die Abwasserwärmenutzung in Neubauten und gut wärmegedämmten Altbauten mit Niedertemperaturwärmesystemen. Messwerte fließen in die Potentialkarte ein Um das Potenzial einer Gemeinde zu erschließen, müssen die spezifischen Rahmenbedingungen geprüft werden. Eine solche Studie bildet die Grundlage für die zukünftige Ansiedlung oder Sanierung von Gebäuden. Dabei werden über mehrere Monate hinweg an Knotenpunkten die dort ankommenden Abwasserströme analysiert. Die Messungen sollten vorzugsweise von Januar bis März erfolgen,

da hier die tiefsten Temperaturen im Kanalnetz zu erwarten sind. Schon der Durchmesser eines Kanals gibt einen ersten Hinweis auf seine potenzielle Eignung. Bei einem DN > 800 sind beispielsweise grundsätzlich ein höherer Durchfluss und gute Bedingungen für den Einbau eines Wärmetauschersystems zu erwarten. Sind die geeigneten Standorte und ihre technischen Möglichkeiten erfasst, können sie in einer Wärmepotentialkarte gezeigt werden: die momentane Wärmenutzung im Stadtgebiet ebenso wie aktuelle und potentielle Wärmelieferanten, Gewerbe- und Industriebetriebe sowie die aktuellen und potenziellen Abnehmer von Wärme. Die so erstellte Karte ist auch für die kommunalpolitischen Entscheider hilfreich. Erfolgsfaktoren und Grenzen Grundsätzlich sind alle Gebäude als Abnehmer geeignet, die viel Wärme benötigen und einen hohen Dämmstandard aufweisen. Häufig handelt es sich um öffentliche Bauten, wie Schulen, städtische Hallenbäder oder Seniorenheime, aber auch um größere private Gewerbe- und Industriebetriebe. Lohnend ist das Verfahren etwa auch für größere Wohnungsgesellschaften, die viele hundert Wohnungen zugleich mit Wärme versorgen müssen. Im Rahmen einer breiten Analyse ist es sinnvoll, größere Wohnungsgesellschaften sowie Gewerbe und Industrie anzufragen, sich mit ihrem Gebäudebestand in eine Wärmepotentialkarte als Basis für die zukünftige Ansiedlungspolitik einzubringen. Allerdings kommt nicht für alle Gebäude, die generell geeignet wären, auch tatsächlich eine Abwasserwärmeversorgung in Frage. Entscheidender Faktor für eine ökonomische Nutzung ist die räumliche Nähe zwischen dem Abwasserkanal, der die Wärme abgibt, und dem zu beheizenden Gebäude. Gute Rahmenbedingungen weisen Distanzen von bis zu 100 m Entfernung auf. Ist ein Gebäude potenziell geeignet, wird dessen Lage auf der Wärmepotentialkarte vermerkt und auch der Abstand zum Kanalnetz ermittelt. Alle Daten sind in der Wärmekarte auf den ersten Blick erkennbar. Detaillierte Machbarkeitsprüfung Um alle Rahmenbedingungen und individuellen Voraussetzungen im jeweiligen Fall zu untersuchen, ist nach dem ersten Blick auf die grundsätzliche Eignung eine Machbarkeitsprüfung sinnvoll. Dafür sind seitens des Eigentümers einige Unterlagen notwendig: u. a. der Jahresheizwärmebedarf des Gebäudes, die Gas-, Öl- und Stromabrechnung oder auch Leistungs- und Temperaturangaben zur Kesselanlage. Vom Kanalbetreiber wiederum ist es wichtig, die Kanalbestands- und -zustandsdaten für die Machbarkeitsprüfung zu übernehmen. Untersuchungsrelevant sind zudem Angaben zur Prozesswassereinleitung, zu vorgeschalteten Pumpwerken und Fremdwassereinfluss.

Abb. 2: Kanalbauarbeiten (© Sweco GmbH)

Analyse des Abwasserwärmepotenzials der Stadt Hagen Die Stadt Hagen beteiligt sich regelmäßig am European Energy Award®. Der Wirtschaftsbetrieb Hagen (WBH) als Anstalt des öffentlichen Rechts der Stadt Hagen war von Anfang an in diesen Prozess eingebunden; er ist für Planung, Bau und Betrieb des Kanalnetzes zuständig. Die Potenzialanalyse für das Hagener Kanalnetz erfolgte durch das Düsseldorfer Ingenieurbüro der Sweco

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WASSER-Newsletter Nr. 11 - September 2016 GmbH (ehemals Grontmij). Zunächst wurde von Februar bis März 2012 eine Messkampagne gestartet. Die plausiblen Temperaturbänder wurden dann als untere Grenze der Abwassertemperatur in Hagen angenommen. Zur Erstellung der Wärmepotenzialkarte war es notwendig, die Randbedingungen für die Nutzung von Abwasserwärme festzulegen: w Abwassertemperatur > 10 °C w Kanalquerschnitt > DN 400 w Minimaler Trockenwetterabfluss > 5 l/s w Entfernung zwischen Abwasserkanal und Wärmenutzer < 200 m Die Bedingungen wurden weitgehend vereinfacht, um für das Stadtgebiet eine entsprechende Nutzung darzustellen und potenzielle Objekte später bei Bedarf einer Detailprüfung unterziehen zu können. Um potenzielle Nutzer mit großem Wärmebedarf ausfindig zu machen, wurde vorab eine Abfrage gestartet. Um die konkreten Nutzungsmöglichkeiten der Abwasserwärme zu ermitteln, wurden Wärmetauschersysteme unterschiedlicher Hersteller analysiert und kategorisiert (Abb. 3).

Abb. 3: Tabellarische Übersicht verschiedener Wärmetauschersysteme, © Sweco Gmbh

Im zweiten Schritt wurden alle Generalentwässerungspläne ausgewertet, um die hydraulische Auslastung des Kanalnetzes systematisch darzustellen. Als grobe Zielgröße konnte hierbei ermittelt werden, dass das Nachtminimum nicht unter 50 Prozent des Tagestrockenwetterabflusses fallen darf. Hat ein potenzieller Nutzer Interesse, kann er nun die grundsätzliche Eignung seiner Immobilie auf der Internetseite des Wirtschaftsbetriebes Hagen einsehen. Für eine tiefergehende Prüfung sind dann Ort, Art und Heizlast der Nutzung zu untersuchen. Kommt eine Abwasserwärmenutzung in Frage, ist eine detaillierte Einzelfallbetrachtung notwendig, bei der auch das individuell passende Verfahren ermittelt wird. So kann es sein, dass zur Unterstützung an kalten Tagen noch konventionelle Wärmeerzeugungsysteme notwendig sind. Weiterhin müssen viele Detailfragen auch mit anderen Ingenieurdisziplinen, wie z. B. der Haustechnikplanung, geklärt werden. Mit Wärmepotenzialkarten, die fortgeschrieben werden, besteht die Möglichkeit, eine konsequent klimafreundliche Ansiedlungspolitik zu verfolgen. So unterstützt die Wärmepotenzialkarte konkret die Umsetzung an geeigneten Standorten. Kontakt Sweco GmbH | Stephan Ellerhorst Münsterstraße 246-248 | 40470 Düsseldorf T 0211 96473-23 | F 0211 96473-40 E [email protected]

Schweden auf dem Weg zu einer der modernsten Abwasserreinigungsanlagen der Welt Die Kläranlage Henriksdal – eine der größten ihrer Art Der schwedische Wasserversorger Stockholm Vatten betreibt mit der Kläranlage Henriksdal, die derzeit für etwa 800.000 Einwohner ausgelegt ist, eine der weltweit größten unterirdischen Abwasserbehandlungsanlagen. Hier werden nicht nur die Abwässer aus der Innenstadt und dem Süden Stockholms, sondern auch aus vier weiteren umliegenden Gemeinden aufbereitet. Die Anlage hat heute eine Gesamtfläche von rund 300.000 m² und besteht aus Tunneln mit einer Länge von insgesamt 18 km. Ungefähr 90 % der Einrichtungen zur Abwasserbehandlung befinden sich unterhalb der Erdoberfläche. Wachsende Anforderungen durch steigende Einwohnerzahlen Die steigenden Einwohnerzahlen und der damit verbundene Flächenbedarf für neue Wohngebiete stellen die schwedische Metropole vor große Herausforderungen. Eine von der Sweco Schweden entwickelte Vorstudie ergab, dass durch eine Zentralisierung der Abwasserbehandlung auf die Kläranlage Henriksdal eine weitere kleinere Kläranlage im Stockholmer Stadtteil Bromma stillgelegt und somit Bauflächen freigegeben werden können. Im Zuge dessen wurden umfangreiche Erweiterungs- und Sanierungsarbeiten in Henriksdal erforderlich, nicht zuletzt, um sich dort für den zu erwartenden Abwasseranfall zu rüsten. Stockholm Vatten beauftragte die Abwasserexperten der schwedischen Sweco mit der umfassenden Planung des KläranlagenAusbaus. Da sich die Abwasserreinigungsanlage in unterirdischen Hohlräumen befindet, sind die Möglichkeiten für eine räumliche Erweiterung begrenzt. Um den beengten Platzverhältnissen, der prognostizierten zunehmenden Abwasserbelastung und zukünftigen Emissionsanforderungen zugleich Rechnung zu tragen, entwickelten unsere schwedischen Kollegen eine Strategie, bei der die Implementierung eines Membran-Bioreaktors eine zentrale Komponente bildet. Hierbei werden das Belebtschlamm-Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung und das Membranverfahren der Ultrafiltration kombiniert, so dass gezielt Feststoffe, Bakterien und Viren aus dem Abwasser entfernt werden können. Weitreichendes Engagement der Sweco Schweden Seit den ersten strategischen Überlegungen zum KläranlagenAusbau übernahm Sweco eine führende Rolle in diesem Projektvorhaben. Der Planungsauftrag erstreckt sich dabei von der Durchführung der o. g. Vorstudie (04 - 09/2013) und einer Machbarkeitsstudie zur Abwasser- und Schlammbehandlung (10/2013 - 02/2014) über die Vor- und Entwurfsplanung sowie die Vorbereitung und Mitwirkung bei der Vergabe (04/2014 01/2015) bis hin zur Ausführungsplanung und Bauüberwachung (seit 03/2015).

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WASSER-Newsletter Nr. 11 - September 2016 Neben der Planung der Anlagen- und Verfahrenstechnik sind die Kollegen der schwedischen Sweco auch in den Bereichen „Tragwerksplanung“, „Architektur“, „Baugrund“ und „Ingenieurgeologie“ involviert. Darüber hinaus zeichnen sie für die Koordination der Gebäudedatenmodellierung (engl.: Building Information Modeling; kurz: BIM) und das Informationsmanagement verantwortlich.

vorhandene Leckagen aufzufinden und abzudichten sowie präventiv tätig zu werden, damit sich erst gar keine Schwachstellen im Versorgungsnetz mehr bilden können. Das Projekt sieht vor, dass sich bis 2017 die Versorgungssituation in Chittagong um zwei Drittel gegenüber dem Ausgangszustand verbessert haben wird.

Sweco ist demnach an diesem Mammutprojekt, dessen Investitionskosten sich auf rund 600 Millionen Euro belaufen, an den verschiedensten Projektteilen maßgeblich beteiligt. Nach der geplanten Fertigstellung in 2024 – die erste Inbetriebnahme der Membran-Anlage ist für 2018 vorgesehen – wird Henriksdal nicht nur über eine der modernsten Abwasserreinigungsanlagen unserer Zeit verfügen, sondern auch über den größten MembranBioreaktor der Welt. Die Ausbaugröße der Kläranlage beläuft sich dann auf 1,6 Millionen Einwohner, und die Kapazität hat sich von 250.000 auf 535.000 m³ Abwasser pro Tag mehr als verdoppelt. Kontakt Sweco GmbH | Dr. Heinrich Herbst Graeffstraße 5 | 50771 Köln T 0221 57402744 | F 0221 5740211 E [email protected]

Sauberes Wasser für Millionen – Sweco-Projekt in Bangladesch Nicht nur in Europa setzt sich Sweco dafür ein, dass sauberes Wasser für die Bevölkerung zur Verfügung steht. Das internationale Netzwerk der Sweco-Experten ist auch in der Entwicklungshilfe tätig. In Chittagong, der zweitgrößten Stadt Bangladeschs mit fast drei Millionen Einwohnern, ist die Wasserbehörde CWASA dafür zuständig, die gesamte Bevölkerung der Region mit Wasser zu versorgen. Allerdings flossen durch massive Leckagen im Wassersystem der Stadt rd. 60 % des Wassers ungenutzt in die Umgebung ab. Die CWASA rief deshalb ein Projekt ins Leben, an dem auch Ingenieure der Sweco in Dänemark beteiligt sind. Ziel des Projekts ist es, die Wasserversorgung für die Einwohner spürbar zu verbessern. Dabei zeigte der Auftraggeber besonderes Interesse an Swecos Kompetenzen und Erfahrungen hinsichtlich der Eindämmung von Leckagen im Wassernetz. Um die enormen Wasser-Verluste einzudämmen, mussten einige kritische Punkte angegangen werden: Ein deutlicher Ausbau des gesamten Rohrleitungsnetzes war erforderlich. Zudem zeichnete sich ab, das Wasser-Management der Stadt insgesamt verbessert werden muss, um den Druck in den Leitungen einigermaßenkonstant zu halten und die Durchflussmengen und -geschwindigkeiten künftig besser zu regulieren. Hinzu kam die Notwendigkeit,

Für unsere Kollegen der dänischen Sweco galt es zu Projektbeginn, zunächst einmal mit Hilfe hydraulischer Modelle und GISAnalysen herauszufinden, in welchem aktuellen Zustand sich das Wassernetz überhaupt befand. Darüber hinaus waren Verluste zu quantifizieren – und zwar sowohl, was reale Wassermengen anging, als auch, was den monetären Verlust für die Stadt anging. Zusätzlich wurden problematische Gebiete identifiziert, die mit höchster Priorität zu behandeln waren, weil dort die undichten Stellen außerordentlich gehäuft auftraten. In diesen ProblemGebieten mussten 137 km Leitungsnetz vollständig ausgetauscht werden. Im zweiten Schritt werden die übrigen Teile des Versorgungsnetzes einer aktiven Leckagen-Kontrolle durch Sweco unterzogen. Zudem werden die erforderlichen Management-Prozesse und -Instrumente implementiert, um dauerhaft eine stabile Wasserversorgung der Einwohner Chittagongs sicherzustellen und das gesamte Netzwerk auf gutem Qualitätsniveau instandzuhalten. Falls Sie Interesse an weiteren Details dieses Projekts haben, stellen wir gern den Kontakt zu unserem dänischen Kollegen her, der die Projektleitung innehat. Kontakt Sweco GmbH | Dr. Heinrich Herbst Graeffstraße 5 | 50771 Köln T 0221 57402744 | F 0221 5740211 E [email protected]

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Geschäftsführung M. A. Ina Brandes, Bremen; Dr.-Ing. Karsten Gruber, Frankfurt am Main; Dipl.-Ing. Jochen Ludewig, Beratender Ingenieur, Frankfurt am Main; Dr.-Ing. Bernhard Poos, Köln

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