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Fachartikel
28. August 2019

Arbeitssicherheit

Sicheres Arbeiten an Fernwärmenetzen

Fernwärmenetze unterscheiden sich teilweise deutlich von anderen erdverlegten Versorgungsnetzen wie z. B. Gas oder Wasser. In Fernwärmenetzen zirkuliert Wasser bei hoher Temperatur und hohen Drücken von der Wärmequelle zum Energieverbraucher und wieder zurück. Der Neubau wie auch Betriebs- und Instandhaltungsarbeiten an Fernwärmenetzen erfordern deshalb genaue Kenntnisse und die strikte Einhaltung spezifischer Massnahmen bezüglich der Arbeitssicherheit. Durch die Vermittlung der entsprechenden Kenntnisse sorgen Betreiber von Fernwärmenetzen nachhaltig für eine sichere Arbeitsumgebung für ihre Mitarbeitenden.
Stefan Güpfert, Matthias Hafner, Matthias Freiburghaus, 

HOHE TEMPERATUREN UND WASSERDRÜCKE

Die klassische netzgebundene Versorgung von Gebäuden mit Gas oder Wasser erfolgt in der Regel über erdverlegte Netze bei niedrigen Temperaturen und Drücken. Im Gegensatz dazu werden Fernwärmenetze bei Temperaturen zwischen 80 und 120 °C betrieben. Entsprechend hoch sind die Wasserdrücke: 16 bis sogar 25 bar. Zudem gibt es – wenn auch selten – Fernwärmenetze mit Heisswasser bis 170 °C oder Dampfnetze bis 200 °C. Um unter solchen Bedingungen den Betrieb der Fernwärmenetze langfristig und zuverlässig zu gewährleisten, werden isolierte Stahlrohre eingesetzt. Diese werden oft bereits ab Werk als sogenannte Kunststoffverbundmantelrohre (KMR) mit der entsprechenden Isolation geliefert.

Umgang mit hohen Wassertemperaturen

Die Isolation der Rohrleitungen minimiert einerseits Wärmeverluste entlang der Rohrleitungen. Andererseits bewirkt sie auch eine Reduktion der Oberflächentemperatur der Kunststoffummantelung. Dadurch stellt diese bezüglich Berührung in der Regel keine Gefahr dar. Allerdings sind in Fernwärmenetzen nicht alle fluidtragenden Teile isoliert.
So zum Beispiel Teile von Armaturen oder Hausübergabestationen in Gebäuden. Diese weisen daher oft die volle Mediumtemperatur auf. Bei Arbeiten in der Nähe von ungenügend oder nicht isolierten Stellen muss dies beachtet werden. Dasselbe gilt bei aus Fernwärmeleitungen austretendem Wasser. Und zwar unabhängig davon, ob der Austritt absichtlich (z. B. bei der Entleerung von Leitungsabschnitten) oder unabsichtlich (z. B. aufgrund einer Leckage oder Undichtigkeit) erfolgt. Entsprechend sind Arbeiten an Teilen von Fernwärmenetzen mit hohen Temperaturen sorgfältig zu planen. Mitarbeitende sind vor Arbeitsbeginn über die zu erwartenden Temperaturniveaus bei den verschiedenen Arbeitsschritten zu informieren. Die persönliche Schutzausrüstung muss ausreichendend Schutz vor hohen Temperaturen bieten. Falls es der Betrieb des Fernwärmenetzes zulässt, empfiehlt es sich zudem, vor Beginn der Arbeiten im betroffenen Netzabschnitt eine Temperaturabsenkung durchzuführen – idealerweise auf unter 60 °C.

Bei Umgebungsdruck ist Wasser über 100 °C dampfförmig 

Weiter ist darauf zu achten, dass Wasser mit einer Temperatur von über 100 °C beim Entweichen in die Atmosphäre augenblicklich ausdampft. Dies führt nebst der Gefährdung durch die hohe Temperatur besonders in geschlossenen Räumen zu stark eingeschränkter Sicht und zu einer Verdrängung des Luftsauerstoffs. Innerhalb sehr kurzer Zeit kann dies zum Verlust der Orientierung, zu Atemnot bis hin zur Bewusstlosigkeit führen. Mit einer Temperaturabsenkung auf deutlich unter 100 °C kann die Gefährdung durch das Ausdampfen in solchen Fällen eliminiert werden. In jedem Fall ist sicherzustellen, dass den involvierten Mitarbeitenden jederzeit die verfügbaren Fluchtwege, die zu keinem Zeitpunkt verstellt oder abgesperrt sein dürfen, bekannt sind.

Sicher arbeiten, trotz hoher Wasserdrücke 

Aufgrund der hohen Wassertemperaturen müssen Fernwärmenetze mit entsprechend hohem Wasserdruck betrieben werden. Dies ist erforderlich, um im gesamten Netz die Bildung von Dampf in den Rohrleitungen zu verhindern. Der hohe Wasserdruck in Fernwärmeinstallationen kann zu einer Gefährdung von Personen führen, die sich in deren unmittelbarer Nähe aufhalten. Denn er erhöht im Fall eines Austritts von heissem Wasser aus einem Fernwärmenetz die austretende Wassermenge. Und dies unabhängig davon, ob der Austritt des Wassers beabsichtigt hervorgerufen wird (z. B. Öffnen einer Entwässerungs- oder Entlüftungsarmatur) oder nicht (z. B. Leckage). Daher ist der Aufenthalt in der Nähe von Fernwärmenetzen so weit wie möglich einzuschränken. Je nach Art und Umfang von unvermeidlichen Arbeiten am Fernwärmenetz empfiehlt sich die gezielte Entleerung des betroffenen Netzabschnitts. Diese Arbeiten sind als Vorbereitung der eigentlichen Tätigkeiten durch entsprechend ausgebildetes, geschultes und mit der erforderlichen Sicherheitsausrüstung ausgestattetes Fachpersonal durchzuführen. Falls es der Betrieb des Netzes zulässt, empfiehlt sich vor einer Entleerung die Absenkung der Temperatur im betroffenen Netzabschnitt auf unter 60 °C.
Beim Entleeren und anschliessendem Befüllen von Fernwärmeleitungen ist aufgrund der hohen Wassertemperatur stets die Gefahr des Ausdampfens zu berücksichtigen. Auch können aufgrund der Druckänderungen beim Entleeren Dampfschläge in den Entleer-Schläuchen auftreten. Entsprechend ist beim Wieder-Befüllen auf die Gefahr von Dampfschlägen in der Fernwärmeleitung zu achten. Um diesen Gefahren angemessen zu begegnen, müssen die zur Entleerung und Befüllung verwendeten Schläuche hitzebeständig sein und vorgängig genügend fixiert, z. B. verschraubt werden. Zudem darf das Öffnen und Schliessen der Entleerungs- und Entlüftungsarmaturen nicht schlagartig geschehen, die entsprechenden Ventilbewegungen sind langsam und schonend durchzuführen.

Arbeiten in Fernwärmeschächten, -kammern und -tunnels

Die Sicherheitsvorkehrungen im Zusammenhang mit dem Betreten von Fernwärmeschächten, -kammern und -tunnels richten sich nach der Art des Bauwerks und der vorgesehenen Tätigkeit. Es gilt dabei zu unterscheiden zwischen Arbeiten ohne besonderes Risiko und Arbeiten mit erhöhtem Risiko. Grundsätzlich sind für den Einstieg in Fernwärmeschächte, -kammern und -tunnels immer geeignete Einstiegshilfen zu verwenden. Für den Einstieg in Schächte von weniger als 1,50 m Tiefe gelten in der Regel keine besonderen Vorschriften. Nicht belüftete Fernwärmeanlagen dürfen nur in dringenden Fällen und mit geeigneten Frischluftgeräten begangen werden. Die Zugänge müssen gegen Absturzgefahr gesichert werden oder verschlossen sein. Leitungsgänge und Schächte sind mit geeigneten Geräten gut zu entlüften. Bei auftretender Übelkeit oder Bewusstlosigkeit ist der Betroffene von der Aufsichtsperson sofort aus dem Gefahrenbereich zu bringen und zu betreuen. Beim Begehen eines Leitungsganges ist stets der Schutzhelm zu tragen.

Fernwärmetunnels und -schächte können sich aufheizen 

Unabhängig von der Isolation der Fernwärmerohre geben diese stets durch Konvektion und Konduktion Wärme an die Umgebung ab. Dies führt dazu, dass sich Wärmetunnels und -schächte mit der Zeit aufwärmen können. Bei Arbeiten an solchen Stellen sind entsprechende Sicherheitsmassnahmen zu treffen, um das Personal zu schützen. Dabei ist auf eine ergonomische Ausführung der PSA (persönliche Schutzausrüstung) zu achten, um einen möglichst hohen Tragekomfort sicherzustellen. Auch sollten die Arbeitsintervalle der Mitarbeitenden durch vermehrte Pausen unterbrochen werden, damit sie ausreichend Flüssigkeit zu sich nehmen können.

Persönliche Schutzausrüstung (PSA)

Die richtige persönliche Schutzausrüstung ist ein zentraler Faktor für sicheres Arbeiten an Fernwärmeinstallationen. Bei der Auswahl der PSA steht der Schutz vor Gefahren im Vordergrund, die Arbeiten an Fernwärmeinstallationen potenziell mit sich bringen (wie hohe Temperaturen und Wasserdrücke). Um sicherzustellen, dass die Schutzkleidung vor ebendiesen Gefahren schützt, sind die Herstellerinformationen zu beachten. Da Schutzkleidung selbst nicht Ursache eines Unfalles werden darf, sollte sie so ausgeführt sein, dass sie möglichst eng am Körper anliegt und ein Hängenbleiben verhindert. Hinsichtlich der Anbringung von Taschen ist auf die Festlegung in den entsprechenden Normen zu achten.
Für Arbeiten an Fernwärmeinstallationen, die im Verkehrsraum stattfinden, ist Warnkleidung als Schutzausrüstung einzusetzen. Warnkleidung dient dazu, ihre Träger aus ausreichender Entfernung frühzeitig erkennbar zu machen. Sie muss rundum mit Reflexstreifen ausgestattet sein, um auch bei Dunkelheit gut sichtbar zu sein. Für den Einsatz bei Tageslicht ist eine entsprechende Signalfarbe für die Warnkleidung vorzusehen.
Bei der Auswahl der Handschuhe sind ebenfalls die Herstellerangaben zu beachten. So wird sichergestellt, dass die Handschuhe für die am Fernwärmenetz herrschenden Bedingungen (z. B. Wassertemperatur) geeignet sind. Die grundsätzlichen Anforderungen an Handschuhe als Teil der PSA sind in der Norm EN 420 definiert.

Gefährdung durch Asbest

Bis in die 1980er-Jahre wurde bei Anwendungen mit heissen Medien, wie z. B. dem Bau von Fernwärmeinstallationen oft Asbest als Isolations- oder Dichtungsmaterial eingesetzt. Obwohl mittlerweile strikt verboten, bestehen noch immer zahlreiche Installationen, in denen das damals verbaute Asbest bis heute im Einsatz ist. Solange asbesthaltigen Bauteilen nicht mechanisch bearbeitet, also nicht verändert werden, ist dies grundsätzlich unbedenklich. Sobald dies aber, zum Beispiel bei Abbrucharbeiten, wie Fräsen, Schneiden oder Brechen der betroffenen Teile geschieht, ist allerhöchste Vorsicht geboten. Denn dabei besteht das Risiko der Freisetzung von hoch karzinogenen (krebserregenden) Asbestfasern. Daher dürfen solche Arbeiten nur mit der geeigneten Sicherheitsausrüstung durchgeführt werden, was häufig unter Beizug entsprechend ausgerüsteter und spezialisierter Firmen geschieht.

VERHÄLTNISSE IM BODEN

Spannungen und Dehnungen

Eine weitere Auswirkung der hohen Temperatur in Fernwärmenetzen sind Spannungen und Dehnungen, die durch Temperaturwechsel im Rohrleitungsmaterial auftreten. Im unbehinderten Fall führen diese zu Ausdehnung respektive Zusammenziehen von Rohrleitungsabschnitten. Häufig sind solche Bewegungen unerwünscht oder nicht zulässig. Um die Längsbewegungen zu beschränken, werden Rohrleitungssysteme häufig beim Einbau sogenannt thermisch vorgespannt. Die dafür notwendige seitliche Führung der Leitungen wird durch eine vorschriftsgemässe Überdeckung, die Verdichtung des Erdreichs sowie die Einhaltung der erforderlichen Verlegetiefe der Rohre erreicht. Das Erdreich resp. das verwendete Füllmaterial verhindern dabei eine seitliche Verschiebung oder das Ausknicken der Rohrleitungen. Finden nun Grabungsarbeiten in der Nähe von Fernwärmeleitungen statt, kann dies zu einer Reduktion der Fixierung der Rohrleitung durch das umgebende Erdreich führen. Dies birgt das Risiko einer ungewollten seitlichen Verschiebung der Rohrleitung und kann im Extremfall bis hin zum schlagartigen Ausknicken der Leitung führen. Nebst dem unmittelbaren Schaden an der Fernwärmeleitung kann dies auch Installationen in der unmittelbaren Umgebung betreffen sowie Personen gefährden, die sich dort aufhalten. Eine zeitnahe Werkleitungserhebung beim Netzbetreiber ist deshalb unerlässlich.

Benachbarte Netze berücksichtigen

Das Risiko einer seitlichen Verschiebung oder des Ausknickens einer Fernwärmeleitung wird oft durch Grabungen im Zusammenhang mit Arbeiten an benachbarten Leitungsnetzen verursacht. Ein Grund dafür ist oft, dass den verschiedenen Betreibern die notwendigen Informationen über das Vorhandensein und die genaue Lage benachbarter Fernwärmeleitungen nicht vorliegen, was wohlgemerkt für die Risikominimierung bei jeglichen Grabarbeiten unerlässlich wäre! Bei sämtlichen Grabarbeiten ist daher vor Arbeitsbeginn stets die mögliche Anwesenheit allenfalls vorhandener Netze abzuklären. So kann eine axiale Verschiebung oder gar das Ausknicken einer nahen Fernwärmeleitung verhindert und allenfalls daraus resultierende Risiken für die Mitarbeiter reduziert werden. Grabarbeiten im Bereich von Fernwärmenetzen sind vorgängig stets mit dem entsprechenden Netzbetreiber abzustimmen!

Hinweis zum SVGW-Regelwerk

Das Thema Fernwärme ist mittlerweile fester Bestandteil des Sicherheitshandbuchs, kurz SiHaBu, des SVGW und VSE.

In der Schweiz ist die Anzahl an Fernwärmenetze in den vergangenen Jahren rasant gestiegen. Im selben zunehmenden Masse wird die Arbeitssicherheit im Bereich Fernwärme thematisiert. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurde dem Thema Fernwärme im Sicherheitshandbuch des SVGW/VSE (SiHaBu) ein eigenes Kapitel (Kap. 8) gewidmet.
Der SVGW arbeitet mit interessierten Partnerwerken aus der Fernwärmebranche daran, den Inhalt dieses Kapitels ständig zu erweitern, zu vervollständigen und wo nötig zu verfeinern.
Interessierte Werke haben die Möglichkeit, aktiv an diesen Tätigkeiten mitzuwirken und sich im Sinne einer der Weiterentwicklung dieser Branchenlösung entsprechend einzubringen.

epaper.svgw.ch

Dank

Sämtliche Bilder wurden von IWB zur Verfügung gestellt. In diesem Sinne geht ein besonderer Dank an Gerd Moser.

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