Glaskugeln statt Kies oder Sand als Stützmaterial in Bohrbrunnen

[Bauforum24 1.290]

Sauberes und reines Wasser ist der wichtigste Rohstoff für das Leben von Menschen. Für die Gewinnung von Grundwasser werden Bohrbrunnen benötigt. Diese Brunnen bestehen aus drei wesentlichen Bauteilen.

• Der Brunnenbohrung, deren Tiefe und Durchmesser durch die Lage und Mächtigkeit der zu erschließenden wasserführenden Bodenschichten bestimmt wird.
• Dem in die Bohrung eingebauten Brunnenfilterrohr, durch dessen Schlitze das Wasser der Brunnenpumpe zufließen kann.
• Dem Stützmaterial im Ringraum zwischen der nicht standfesten Bohrlochwand und dem Brunnenfilterrohr.

Die Auswahl dieses Materials ist beim Brunnenbau von entscheidender Bedeutung. Es hat die Aufgabe, die anstehenden Bodenpartikel an der Bohrlochwand so abzustützen, dass klares und sandfreies Wasser mit möglichst geringem Widerstand durch die freien Porenräume zum Brunnenfilterrohr gelangt. Die richtige Wahl der Korngröße und des Materials ist für die Ergiebigkeit und einen jahrelangen problemlosen Betrieb des Brunnens von entscheidender Bedeutung. Ist das Material zu fein, stellt sich eine nicht gewünschte Filterwirkung ein und die Porenräume verstopfen. Die Folge ist, dass der Brunnen versiegt. Wird das Stützmaterial zu grob gewählt, fördert der Brunnen dauerhaft Sandpartikel und Trübstoffe mit dem Wasser aus dem Untergrund.

Bisher wurde als Stützmaterial Kies oder Sand verwendet. In Deutschland sind diese für den Brunnenbau in der DIN 4924 erfasst und die mindestens erforderlichen Materialeigenschaften beschrieben. Den Anforderungen an die Rundheit, Maßgenauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, sowie vor allem Festigkeit der einzelnen Körner, die der moderne Brunnenbau benötigt, sind bei den natürlich vorkommenden Kiesen und Sanden Grenzen gesetzt.

Die Innovation der Ochs GmbH besteht in der Verwendung von Glaskugeln als Stützmaterial zwischen Bohrlochwand und Brunnenfilterrohr. Dieses Material hat folgende entscheidenden Vorteile für den Brunnenbau:

• zwischen vier- und zehnfach höhere Festigkeit als vergleichbares Sand- oder Kiesmaterial
• optimale Rundheit bei nahezu gleicher Korngröße. Hieraus resultiert unabhängig von der Größe ein größtmöglicher freier Porenraum, durch den das Wasser ungehindert fließen kann
• nahezu perfekt glatte Oberfläche
• optimale Größenanpassung an die Wasser führenden Bodenschichten möglich, da die Glaskugeln in 0,1 mm Größenschritten zwischen 0,4 mm und 16 mm Durchmesser produziert werden können.
• hygienische Unbedenklichkeit des Materials bei gleichzeitig hoher chemischer Beständigkeit, z.B. gegenüber Desinfektionsmitteln

Gerade die glatte Oberfläche mit nahezu perfekter Rundheit der Glaskugeln garantiert einen wirtschaftlicheren Betrieb der Wassergewinnungsbrunnen. Das Wasser kann ungehindert mit geringst möglichem Widerstand die Glaskugeln durchfließen. Dies kann zu einem hohen Einsparpotential bei der für die Wasserförderung aus großer Tiefe notwendigen elektrischen Energie führen, da die Gesamtabsenkung des Grundwasserspiegels im Brunnenbetrieb reduziert wird.

Da Glaskugeln ohne Unter- oder Überkorn geliefert werden, können diese, entsprechendes Fachwissen vorausgesetzt, optimal an den anstehenden Boden angepasst und eingebaut werden. Die Schlitzweite der Filterrohre wiederum kann exakt an die gewählte Glaskugelgröße angepasst werden und ermöglicht so einen möglichst ungehinderten Zulauf des Wassers aus den Bodenschichten zur Pumpe.

Viele Grundwässer weisen erhebliche Gehalte an gelöstem Kalk-, Eisen- und Mangan auf. Durch die schlagartige Veränderung der Druck- und teilweise Temperaturverhältnisse im unmittelbaren Brunnenbereich, gepaart mit der Zuführung von Luftsauerstoff durch die Absenkung des Grundwasserspiegels sowie mikrobiellen Aktivitäten, sind Kalk-, Eisen- und Manganablagerungen im Stützmaterial ein bekanntes Problem. Diese haben regelmäßige kostenaufwändige Brunnenreinigungs- und Regenerierungsmaßnahmen zur Folge. Werden diese nicht oder zu spät durchgeführt, hat dies eine irreparable Schädigung des Brunnens zur Folge. Durch die Verwendung von Glaskugeln mit glatter Oberfläche können sich, wie Laborversuche beweisen, Ablagerungen weitaus schwerer im Ringraum bilden und anhaften. Die dadurch bedingte Verlängerung der Reinigungsintervalle führt zu einem geringeren wirtschaftlichen Aufwand im Unterhalt und Betrieb des Brunnens.

Der Kostenmehraufwand eines Brunnens bei Verwendung von Glaskugeln anstelle Kies oder Sand liegt bei 5 ? 10 % der Gesamtbaukosten. Stellt man diese Mehrkosten bei der Erstellung, den zu erwartenden Einsparungen im Betrieb und Unterhalt des Brunnens gegenüber, ist die Wirtschaftlichkeit des Glaskugeleinsatzes, gerade angesichts der zu erwartenden Betriebsdauer eines modernen Brunnens von mindestens 30 Jahren garantiert.

Die Firma Ochs ist mit der Verwendung von Glaskugeln im Brunnenbau für den bauma Innovationspreis 2010 in der Kategorie "Bauwerk /Bauverfahren" nominiert.

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Video: Ochs: Trailer für den bauma Innovationspreis 2010 auf BF24 TV

Herstellerlink: www.ochs-bau.de

(Fotos: Bauforum24 TV)