Die Wasserverteilung mithilfe der Brücken-Ringleitung

Die Brücken ziehen sich entlang der Hauptverkehrsachsen durch die Stadt und schaffen dabei nicht nur eine zusätzliche Wohn- und Mobilitätsebene für die Menschen, sondern verhelfen auch dem Frankfurter Wassersystem zu einer zusätzlichen Ebene: der Ringleitung. Diese sammelt Wasser entlang des Brückenverlaufes ein, transportiert es zu Speicherorten, und wenn es bei Bedarf dort wieder entnommen wird, verteilt die Ringleitung es wieder für die Bewässerung der Frankfurter Pflanzenwelt – sowohl auf als auch neben den Brücken.

Inhalt: Aufgaben der Ringleitung, ihre Struktur und Informationen zu ihrem Betrieb

Gerade wenn die Pflanzenwelt in Trockenphasen Wasser braucht, fällt kein Regenwasser an, und der Flusswasserpegel des Mains ist meist zu niedrig, um Wasser zu entnehmen. Außerdem fällt Gießwasser auch nicht gezielt bei bepflanzten Arealen an, sondern als Regenwasser über das gesamte Stadtgebiet hinweg verteilt oder beim Fluss direkt im Flussbett.

Damit man stets genau dann bewässern kann, wenn es die Pflanzen an trockenen Tagen benötigen, und das Wasser dorthin bringen kann, wo es Grünflächen am dringendsten brauchen, muss ein Leitungssystem geschaffen werden, das dezentral anfallendes Wasser einsammelt, zu Speicherorten bringt und von dort wieder zur Verteilung an die Pflanzenwelt herausleitet.

Mithilfe der Ringleitung der Frankfurter Brücken kann Wasser gesammelt, gespeichert und wieder verteilt werden. Sie ist über den gesamten Streckenverlauf hinweg in das Bauwerk der Frankfurter Brücken integriert. Für ihren Betrieb müssen Steuerung, Reinigung und Frostschutz sichergestellt werden.

Das herkömmliche Abwasser- und Kanalsystem in Frankfurt erlaubt keine Nutzung von Regenwasser als Gießwasser in großem Maßstab

Wie in der überwiegenden Zahl der Städte sind auch in Frankfurt die meisten innerstädtischen Flächen versiegelt. Das Regenwasser kann also nicht versickern, sondern fließt in die Kanalisation ab. Da Frankfurt im inneren Stadtbereich über ein Mischsystem verfügt, in dem Schmutzwasser und Regenwasser gemeinsam abgeleitet werden, geht dieses Wasser für die Bewässerung der Grünflächen verloren. Eine enorme Verschwendung.

Das Frankfurter Kanalsystem entstand im 19. Jahrhundert, zu einer Zeit also, in der sich niemand vorstellen konnte, Regenwasser im Innenstadbereich könnte einmal so kostbar werden. Das Hauptziel war es damals, Regenwasser und Abwasser so schnell wie möglich aus der Stadt zu leiten, um Überschwemmungen und Seuchen zu vermeiden. Einmal angelegt, können Kanalsysteme jedoch nur schwer an sich ändernde Gegebenheiten angepasst werden. Um nachträglich Schmutzwasser und Regenwasser zu trennen, bedürfte es größerer Baumaßnahmen. Nach und nach müssten alle Straßen aufgebrochen und ein paralleles Rohrsystem aufgebaut werden: eine Leitung für Schmutzwasser, die andere für Regenwasser. Dieses sogenannte Trennsystem kommt heutzutage meistens in Neubausiedlungen durchaus zum Einsatz, im Bestand jedoch findet es sich so gut wie nie.

Die Frankfurter Brücken bieten die Möglichkeit, dieses Problem auf andere Weise zu lösen: Unabhängig vom bestehenden Kanalsystem verläuft eine Wasser-Ringleitung in den Brücken für das Einsammeln von potenziellem Gießwasser, und zwar über den kompletten Streckenverlauf hinweg.

Sammeln, Speichern und Verteilen von Wasser, unabhängig vom bestehenden Kanalsystem: Mit der Ringleitung der Frankfurter Brücken wird es möglich

Über den gesamten Verlauf der Brücken sowie der angrenzenden Dächer kann Regenwasser aufgefangen und gespeichert werden. In darauffolgenden Trockenphasen kann es der Pflanzenwelt auf und neben den Brücken wieder zur Verfügung gestellt werden.

Google Earth /Stiftung Altes Neuland Frankfurt GNU

Die Brücken sammeln Wasser und transportieren es zu Speicherorten . . .

. . . später entnehmen sie es von dort und verteilen es wieder

Die Brücken-Ringleitung ist eine zusätzliche Ebene für den Transport von Wasser durch die Stadt

Die Brücken ziehen sich entlang der Hauptverkehrsadern durch die Stadt und schaffen dabei nicht nur eine zusätzliche Wohn- und Mobilitätsebene für die Menschen, sie verhelfen auch dem Frankfurter Wassersystem zu einer zusätzlichen Ebene: der Ringleitung.

Die Ringleitung wird – fast unsichtbar – über den gesamten Streckenverlauf hinweg in das Bauwerk der Frankfurter Brücken integriert

Bei Brückenabschnitten in Betonbauweise kann die Ringleitung im Brückenkorpus verbaut werden. Bei Metallkonstruktionen wird sie in die Struktur der Konstruktion integriert und optisch wie ein dunkles gusseisernes Rohr verkleidet. An manchen Stellen liegt sie auch oben auf der Brücke - versteckt im Pflanzensubstrat.

Profis zu dem Thema

FH Münster Lehrgebiet Wasserversorgung - Universität Trier Fachbereich Hydrologie - Bauhaus-Universität Weimar Professur für Siedlungswasserwirtschaft - Bergische Universität Wuppertal Lehr- und Forschungsgebiet Siedlungswasserwirtschaft - Universität der Bundeswehr München Institut für Wasserwesen - Professur für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik

Für die Bewässerung der Grünflächen durch die Ringleitung bedarf es eines ausgeklügelten Steuerungssystems

Das Wasser kann nicht einfach auf die Grünflächen rechts und links der Brücke gegossen werden: Neben Pumpen und Armaturen sind verschiedene Messstellen und Messgrößen erforderlich, um das Wassersystem zu steuern. Hauptsächliche Messgrößen sind Druck, Füllstand, Feuchtegrad im Boden, Durchfluss und die Temperatur.

Das System mit seinen zahlreichen Ventilen und Schnittstellen muss kontinuierlich sauber gehalten werden

Wie bei jedem komplexen Leitungssystem ist auch bei den Frankfurter Brücken sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen durch Festkörper, Schadstoffe oder Keime entstehen. Während es für Festkörper und Schadstoffe Filtersysteme gibt, können Keime wirkungsvoll mit einer UV-Behandlung unschädlich gemacht werden.

Die UV-Behandlung

Die Module sind so konstruiert, dass das Wasser mit geringem Abstand an den UV-Lampen entlang fließt.

Außerdem wird eine turbulente Wasserströmung erzeugt, damit jedes Wasserteilchen eine UV-Behandlung erfährt. Die UV-Strahlung zerstört so das Erbmaterial der Mikroorganismen, was eine Reproduktion unmöglich macht.

Das UV-Licht wird von Quecksilber-Niederdruck-Dampflampen ausgestrahlt, die in durchsichtigen Schutzrohren liegen.

Strahlungswellenlänge: circa 254 nm

Stromverbrauch: circa 50 Wh/m³

Wärmetauscher und Heizbänder stellen zusammen mit der Abwärme aus den Brücken-Kabelkanälen den Frostschutz sicher

In den kältesten Winterwochen führt die Ringleitung für gewöhnlich kein Wasser. Falls es jedoch im Herbst oder Frühjahr zu überraschenden Frostereignissen kommen sollte, wird der Frostschutz für die Ringleitung je nach Brückenabschnitt unterschiedlich gewährleistet:

1. Die Abschnitte, die an Rechenzentren vorbeiführen, können mit einem Wärmetauscher-System durch die ganzjährige Abwärme dieser Gebäudekomplexe geschützt werden.

2. Auf manchen Streckenabschnitten kann die Ringleitung unter den Gehwegen neben den Kabelschächten unter den Brücken verlaufen. Die Kabelschächte geben auch im Winter ausreichend thermische Energie in ihren Kanälen ab, die selbst durch wasserdichte Schutzwände eine danebenliegende Ringleitung vor Frost schützen kann.

4. Solarwärme, die in Sondenfeldern unter den Frankfurter Brücken gespeichert werden, wird im Winter ebenfalls durch den Brückenkorpus geleitet, um die Fahrbahnen frostfrei zu halten, was je nach Konstellation auch die Ringleitung mit forstfrei halten kann.

3. Auf Streckenabschnitten, bei denen die Abwärme-Nutzung von Rechenzentren oder Kabelkanälen nicht möglich ist erfolgt der Frostschutz der Ringleitung durch bedarfsgesteuerte Heizbänder.

Der Aufbau und die Struktur des Ringleitungssystems stellen ebenso wie die Steuerung ihres Betriebs schon in der Planung eine Herausforderung dar

Steckbrief Ringleitung

Innerer Durchmesser des Rohres: 25 cm (DN 250)

Länge: 2 x 50 km

Durchschnittlicher Betriebsdruck: 4 bar

Verlegung: Im Brückenkorpus

Redundant ausgeführt für mehr Betriebssicherheit

Ganzjähriger Betrieb (Frostfreiheit wird gewährleistet)

Aber der Aufwand lohnt sich: Mithilfe der Ringleitung können auch Areale bepflanzt und vitalisiert werden, die weiter weg von den Brücken liegen

Fazit: Die Ringleitung der Frankfurter Brücken ist eine sinnvolle Ergänzung des bestehenden Wassersystems der Stadt

Das Brückenbauwerk der Frankfurter Brücken ist mit seinem netzartigen Streckenverlauf ein geeigneter Träger für eine ergänzende Wasser-Infrastruktur: die Ringleitung.

Mit einem entsprechenden Steuerungs- und Reinigungssystem kann die Ringleitung – ähnlich dauerhaft wie das bestehende Kanalsystem - einen Beitrag zum nachhaltigen Wassermanagement der Stadt Frankfurt leisten.

Dabei kann u.a. die Abwärme der im Brückenkorpus integrierten Kabelkanäle als Frostschutz dienen.

Das Ziel die Stadt wappnen

Regenwasser „ernten“ statt es in den Kanal zu leiten

Grundwasser aus Baugruben sollte genutzt werden

Wasser durch Versickerung im Boden speichern

Die Stadt der Zukunft verschwendet kein Wasser

Entsiegelung der Innenstadt

Vitalisierung des Stadtgrüns

Die grüne Zukunftsmetropole