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Freitag, 01. Juli 2022
Ausgabe 7620 | Nr. 182 | 21. Jahrgang
D.I.E. Baustatik Software - Einfach | Anders | Besser
Autor: Michael Braun
Herausgeber: bauingenieur24 Informationsdienst email-weiterempfehlendruckansicht

Konstruktives Know-how für Faulbehälter aus Beton

# 16.04.2010

Die Stadt Fürth will den komplexen Klärungsprozess des Abwassers so ökologisch und ökonomisch wie möglich gestalten. In einem neu gebauten Faulbehälter entsteht aus Klärschlamm Gas, das zur Eigenstromversorgung des Klärwerks genutzt wird. Die Betonage des markanten Betonbaus erforderte konstruktives Know-how und ausgereifte Schalungstechnik.

Bei ca. 36° C verläuft der Faulprozeß optimal, bei dem sich am Ende Methan-Gas bildet, Foto: HeidelbergCement AG Bei ca. 36° C verläuft der Faulprozeß optimal, bei dem sich am Ende Methan-Gas bildet, Foto: HeidelbergCement AG

Als mechanisch-biologisch-chemische Abwasserreinigungsanlage reinigt die Kläranlage der Stadt Fürth das Abwasser von 265.000 Einwohnern. Bis zu 600 Kubikmeter Klärschlamm fallen bei voller Auslastung täglich an. Nach relativ einfachen Absetz- und Filtrationsvorgängen der ungelösten Partikel werden in der Anlage die verbliebenen gelösten Stoffe und feinste Schwebeteilchen mittels Bakterien und durch chemische Verfahren aus dem Abwasser entfernt. Zwei Faulbehälter aus Beton spielen im Prozess der Aufbereitung eine entscheidende Rolle.

In ihnen entsteht beim Klärprozess aus dem Schlammkonzentrat Klärgas, das gespeichert wird und vor Ort in Blockheizkraftwerken verstromt wird. Die Energieausbeute der komplexen Kläranlage dient folglich der rationellen Eigenstromversorgung mittels Gasmotoren. Somit kann das städtische Unternehmen vor allem in der Hochtarif-Zeit den Leistungsbezug aus dem öffentlichen Stromnetz erheblich senken.

Der Bau eines neuen Behälters war notwendig geworden, weil die Stadt mit nur einem Faulbehälter an Kapazitätsgrenzen gestoßen war. Es blieb zu wenig Zeit für den jeweiligen Faulprozess, betriebliche Ausfälle wie Revisionen waren kaum möglich. Man entschied sich, nach Untersuchung aller möglichen Alternativen, für einen weiteren Faulbehälter, der verfahrenstechnisch in die bestehende Anlage zur Schlammbehandlung und in das Gasnutzungs- und Heizungssystem der Anlage eingebunden werden musste.

Nach der Betonage ist die komplette Eiform der Faulbehälter bis zur Bodenplatte sichtbar; ein Stahlbetonbau mit 35 Metern Gesamthöhe und einem Durchmesser von 23 Metern. Nach Fertigstellung ist der Baukörper teilweise im Erdreich verborgen. Aufgrund seiner gerundeten Form erforderte der Betonbau viel konstruktives Know-how, nicht zuletzt auch wegen seiner besonderen Schalungstechnik.

Konzipiert wurde der Behälter mit einem Volumen von 7.000 Kubikmetern als Spannbetonkonstruktion mit nachträglichem Verbund, sowie einem Auflagerring auf Höhe des Felshorizontes zur Lastaufnahme. Für die einzelnen Betonierabschnitte wurden Mindesthöhen von drei Metern vorgegeben. Spiralförmig arbeiteten sich die Rohbauer am runden Bau abschnittsweise in die Höhe. Mit zwei Betonpumpen befüllten sie die speziell angefertigte Schalung, bestehend aus Stahlträgern, in die jeweils keilförmig zugeschnittene Holzbretter eingepasst wurden.

Jeder einzelne Betonierabschnitt musste kontinuierlich, ohne Unterbrechung ausgeführt werden. Insgesamt dauerte die Erstellung des präzise geformten Rohbaus rund ein Jahr. Für diese spezielle Bauaufgabe wählten die Bauingenieure eigens einen Zement mit sehr langen Abbindezeiten, da der Beton nur eine sehr geringe Hydratationswärme entwickeln durfte. Den Behälterkopf mit 4,80 Meter Durchmesser ließen sie aus Stahlbeton-Halbfertigteilen herstellen, auf die eine Lage Ortbeton aufgebracht wurde. Ein korrosionsbeständiger Bedienungssteg aus Stahl verbindet den Behälterkopf mit dem neuen Treppenturm. Dieser, wie auch das angegliederte Maschinenhaus, sind Stahlbetonkonstruktionen.

Unterhalb der Gebäudeoberkante sichert eine Weiße Wanne gegen drückendes Grundwasser. Beton hat sich speziell für den Bau der abgerundeten Behälter bewährt, weil die Faulprozesse im warmen Milieu ablaufen und der massive, anschließend gedämmte und bekleidete Baukörper als Speichermasse gut die zugeführte Wärme hält. Außerdem setzen die Verrottungsprozesse im Inneren dem Baustoff auch auf lange Sicht nicht zu. So funktional Beton für die spezielle Aufgabe war, ließ er sich auch gestalterisch nutzen. Maschinenhaus und Treppenturm erhielten Sichtbetonfassaden der Klasse 3. Der Innenbereich wurde in SB2 ausgeführt.

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