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Oberflächenbeschaffenheit und Materialauswahl als Grundlage für
Funktion und Pflegefähigkeit in Schwimmteichen und Naturpools
Tino Bräuchle (D)
Thorsten Schwuchow (D)
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Kurzüberblick
• Gemeinsamer Vortrag von Tino Bräuchle (Balena) und Thorsten Schwuchow (Pool For Nature®- die Schwimmteichbauer eG)
• Im 1. Teil: Theoretische Betrachtungen durch Thorsten Schwuchow zur Oberflächenbeschaffenheit und Materialauswahl die für eine stabile Funktion der Anlage und die spätere Pflegefähigkeit im Betrieb unerlässlich sind
• Im 2. Teil wird Tino Bräuchle die praktischen Umsetzungen darstellen
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Vorüberlegungen
• Material hat stets eine Oberfläche
• Oberflächen unter Wasser sind immer Besiedelungsflächen für Biofilme und Algen
• Biofilme und Algen sind typisch und notwendig für biologische Systeme
• Aber: Schwimmteich-Besitzer wünschen sich möglichst wenig von dieser Biomasse zu sehen
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Vorüberlegungen
• Material hat stets eine Oberfläche
• Oberflächen unter Wasser sind immer Besiedelungsflächen für Biofilme und Algen
• Biofilme und Algen sind typisch und notwendig für biologische Systeme
• Aber: Schwimmteich-Besitzer wünschen sich möglichst wenig von dieser Biomasse zu sehen
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Vorüberlegungen
• Material hat stets eine Oberfläche
• Oberflächen unter Wasser sind immer Besiedelungsflächen für Biofilme und Algen
• Biofilme und Algen sind typisch und notwendig für biologische Systeme
• Aber: Schwimmteich-Besitzer wünschen sich möglichst wenig von dieser Biomasse zu sehen
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Vorüberlegungen
• Sind also Oberflächen mit Wasserkontakt wesentlich für einen gefühlt funktionierenden Schwimmteich?
• Ja! Natürlich…
• Aber:…
• Materialauswahl und Oberflächen sind schon weit vorher entscheidend, in Abhängigkeit der gewählten Schwimmteichkategorie, in der Planung, beim Rohbau, bei Leitungs- und Pumpendimensionierung, noch vor der Abdichtung und auch später, bei Pflege und Erhalt
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Planungsphase
Ein Planer macht sich Gedanken zum Projekt Schwimmteich:
• Welche Schwimmteich-Kategorie soll umgesetzt werden?
• Wie soll der Rohbau und die Modellierung des Beckens erfolgen?
• Welche Leitungen, Pumpen, Hydraulik werden benötigt?
• Wie wird abgedichtet?
• Welche Materialien sollen im und am Wasser verbaut werden?
• Wie sieht das Reinigungskonzept aus?
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Planungsphase
• Was haben diese Überlegungen eines Planers mit Oberflächen zu tun?
• Alle Schritte sind miteinander vernetzt!
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Schwimmteich-Kategorien
• Schwimmteiche werden je nach Art der biologischen Wasseraufbereitung in mehrere, meist fünf Schwimmteich-Kategorien eingeteilt
• In Regelwerken und Normen ist das beschrieben, es gibt aber von Land zu Land Unterschiede
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Schwimmteich-Kategorien
• Kurz: Kategorie 1 &2: Technikfrei bis geringe Hydraulik
• Wirkprinzip Kat 1 &2: Einbindung von Nährstoffen in Phytoplankton, Pflanzen und Zooplankton, Sedimentation und Mineralisation
• Kategorie 1 &2-Schwimmteiche benötigen Volumen für submerse Pflanzen und ungestörte Sedimentation
• Außerdem: Ebene Bauweisen, kein Abrutschen von Substrat, dies führt zu Nährstoff-Freisetzung
• Und: Zugänglichkeit für Sedimentabsaugung
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Schwimmteich-Kategorien
• Kurz: Kategorie 1 &2: Technikfrei bis geringe Hydraulik
• Wirkprinzip Kat 1 &2: Einbindung von Nährstoffen in Phytoplankton, Pflanzen und Zooplankton, Sedimentation und Mineralisation
• Kategorie 1 &2-Schwimmteiche benötigen Volumen für submerse Pflanzen und ungestörte Sedimentation
• Außerdem: Ebene Bauweisen, kein Abrutschen von Substrat, dies führt zu Nährstoff-Freisetzung
• Und: Zugänglichkeit für Sedimentabsaugung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Schwimmteich-Kategorien
• Kurz: Kategorie 1 &2: Technikfrei bis geringe Hydraulik
• Wirkprinzip Kat 1 &2: Einbindung von Nährstoffen in Phytoplankton, Pflanzen und Zooplankton, Sedimentation und Mineralisation
• Kategorie 1 &2-Schwimmteiche benötigen Volumen für submerse Pflanzen und ungestörte Sedimentation
• Außerdem: Ebene Bauweisen, kein Abrutschen von Substrat, dies führt zu Nährstoff-Freisetzung
• Und: Zugänglichkeit für Sedimentabsaugung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
Quelle: Galanthus
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Schwimmteich-Kategorien
• Kurz: Kategorie 3: Wird nicht betrachtet, da zu große Definitionsunterschiede in den Ländern
• steht irgendwo zwischen den Kategorien 1 &2 sowie 4 &5
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Schwimmteich-Kategorien
• Kategorie 4 &5: Stärker technisiert bis High-Tech
• Wirkprinzip Kat 4 &5: Einbindung von Nährstoffen in Mikroorganismen in durchströmten Filtern unter Bildung und Aufbau von Biomasse
• Biomasse wird regelmäßig geerntet (Rückspülung)
• Benötigt Volumen für Biomasse-Aufbau in durchströmten Filtern, mit ausreichend Nährstoff / Sauerstoff
• Keine tiefen Sedimentierungsflächen, Flachwasserzonen werden eben angeschlossen
• Keine offenporigen Kiesflächen, Ausnahme hydraulisch einwandfrei durchströmt
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Schwimmteich-Kategorien
• Kategorie 4 &5: Stärker technisiert bis High-Tech
• Wirkprinzip Kat 4 &5: Einbindung von Nährstoffen in Mikroorganismen in durchströmten Filtern unter Bildung und Aufbau von Biomasse
• Biomasse wird regelmäßig geerntet (Rückspülung)
• Benötigt Volumen für Biomasse-Aufbau in durchströmten Filtern, mit ausreichend Nährstoff / Sauerstoff
• Keine tiefen Sedimentierungsflächen, Flachwasserzonen werden eben angeschlossen
• Keine offenporigen Kiesflächen, Ausnahme hydraulisch einwandfrei durchströmt
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Schwimmteich-Kategorien
• Kategorie 4 &5: Stärker technisiert bis High-Tech
• Wirkprinzip Kat 4 &5: Einbindung von Nährstoffen in Mikroorganismen in durchströmten Filtern unter Bildung und Aufbau von Biomasse
• Biomasse wird regelmäßig geerntet (Rückspülung)
• Benötigt Volumen für Biomasse-Aufbau in durchströmten Filtern, mit ausreichend Nährstoff / Sauerstoff
• Keine tiefen Sedimentierungsflächen, Flachwasserzonen werden eben angeschlossen
• Keine offenporigen Kiesflächen, Ausnahme hydraulisch einwandfrei durchströmt
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Rohbau
• Generell gilt: Kein Oberfächenwasser-Eintrag
• Kat 1 &2: Teilweise noch erdmodelliert, korrekte Oberflächenausbildung dann aber besonders anspruchsvoll, sonst teils Holzmodulbauweise oder zunehmend gemauert oder betoniert
• Kat 4 &5: fast nur noch gemauerte oder betonierte Bauwerke
• Ziel: Planebene, geglättete Wände ohne Grate und Fugen
• Ziel: Planebene Bodenplatte
• Ziel: Filterzone als separate Filterkammer mit senkrechten Wänden und ebenem druckfesten Boden, gemauert, betoniert oder Werkstoff-Formenbau
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Rohbau
• Konstruktive Trennung zwischen durchströmten Bereichen und anaeroben, nicht durchströmten Bereichen bis an die Substratoberfläche erforderlich
• So gebaut vollkommen gleichwertig ob Filterkammer im Becken integriert oder ausgelagert, nur optische Ausrichtung
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Rohbau
• Konstruktive Trennung zwischen durchströmten Bereichen und anaeroben, nicht durchströmten Bereichen bis an die Substratoberfläche erforderlich
• So gebaut vollkommen gleichwertig ob Filterkammer im Becken integriert oder ausgelagert, nur optische Ausrichtung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Rohbau
• Konstruktive Trennung zwischen durchströmten Bereichen und anaeroben, nicht durchströmten Bereichen bis an die Substratoberfläche erforderlich
• So gebaut vollkommen gleichwertig ob Filterkammer im Becken integriert oder ausgelagert, nur optische Ausrichtung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Rohbau
• Konstruktive Trennung zwischen durchströmten Bereichen und anaeroben, nicht durchströmten Bereichen bis an die Substratoberfläche erforderlich
• So gebaut vollkommen gleichwertig ob Filterkammer im Becken integriert oder ausgelagert, nur optische Ausrichtung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Rohbau
• Konstruktive Trennung zwischen durchströmten Bereichen und anaeroben, nicht durchströmten Bereichen bis an die Substratoberfläche erforderlich
• So gebaut vollkommen gleichwertig ob Filterkammer im Becken integriert oder ausgelagert, nur optische Ausrichtung
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Leitungen, Pumpen, Hydraulik
• Haben in Kategorie 1 &2 nichts zu suchen
• Bei Kategorie 2 nur Oberflächenabsaugung des Schwimmbereiches, keine An- oder Durchströmung von Pflanzzonen
• Maximal 2h /Tag
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Leitungen, Pumpen, Hydraulik
• In Kategorie 4 &5: Leitungen und Pumpen haben eine innere Oberfläche
• Diese wird bei Durchströmung mit Biofilm bewachsen, Kalk scheidet sich ab
• Die schwächste Stelle ist verantwortlich, Reduzierungen, Pumpendurchsatzquerschnitt,…
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Leitungen, Pumpen, Hydraulik
• Der Volumenstrom (Volumen/Zeit z.B. Liter/h) hängt vom Radius hoch 4 des Rohres ab
• BSP 1: Rohr 20 mm, Radius 10 mm => R4 = 10.000 mm4
• Biofilm/Kalk an der Wand 0,5 mm => Radius 9,5 mm
• BSP 2: Radius 9,5 mm => R4 = 8.145 mm4
=> Reduktion fast 20 %
• BSP 3: Rohr 55 mm, Radius 27,5 mm => R4 = 572.000 mm4
• Biofilm/Kalk an der Wand 0,5 mm => Radius 27,0 mm
• BSP 4: Radius 27,0 mm => R4 = 531.000 mm4
=> Reduktion nur noch 8 %
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Leitungen, Pumpen, Hydraulik
• Fazit: Je größer der Rohrquerschnitt desto geringer der Oberflächeneinfluss
• Auch aus energetischer Sicht: große Querschnitte haben geringere Reibungswiderstände
• Alle Reduzierungen, Winkel, T-Stücke, Pumpendurchlässe und Kugelhähne sowie in geringerem Maße alle weiteren Fittinge und große Schlauchlängen erhöhen den Widerstand massiv
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Abdichtung
• Folien faltenfrei maßverlegt
• Folien mit möglichst glatter Oberfläche
• Keine Schwimmbadfolien (fungizid)
• Nanotechnologie wird teilweise angewendet (siehe Vortrag Teil 2)
• Reine Dichtbetonbecken: Erhöhte Phosphor-Freisetzungen
• Andere Abdichtungen: GFK, Polyurea, sonstige Anstriche sind meist nicht glatt genug
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Abdichtung
• Folien faltenfrei maßverlegt
• Folien mit möglichst glatter Oberfläche
• Keine Schwimmbadfolien (fungizid)
• Nanotechnologie wird teilweise angewendet (siehe Vortrag Teil 2)
• Reine Dichtbetonbecken: Erhöhte Phosphor-Freisetzungen
• Andere Abdichtungen: GFK, Polyurea, sonstige Anstriche sind meist nicht glatt genug
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Materialien im Becken
• Je rauer die Oberfläche und je poröser das Material umso schneller Anhaftung von Biofilm
• Aber: Auch optisch glatte Materialien können Biobewuchs fördern durch Nährstoff-Freisetzung aus dem Material
• Hier gibt es aktuelle Richtwerte z.B. < 5 mg Phosphor/kg
• Alle Materialien können Nährstoffquellen sein!
• BSP: Edelstahl (Leitern, Lampen,…) wird vor Auslieferung mit Phosphor-Polierpasten gebeitzt
• BSP: Wasserpflanzen mit Depotdüngern
• Prüfen, was ins System Schwimmteich eingebaut wird!
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Materialien im Becken
• Holz mit Dauerwasserkontakt ist sehr langlebig
• Tropenhölzer und gerbsäurehaltige Hölzer geben Inhalts- und Farbstoffe ans Wasser ab => Biohemmung möglich
• Kiesflächen: Keine offenporigen Kiesschüttungen im Becken (z.B. 16/32), setzen sich mit Biomasse und Mulm zu werden teilweise anaerob, führt zu Nährstoffrücklösung durch Wellenschlag und Sauerstoffeinträge
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Materialien im Becken
• Holz mit Dauerwasserkontakt ist sehr langlebig
• Tropenhölzer und gerbsäurehaltige Hölzer geben Inhalts- und Farbstoffe ans Wasser ab => Biohemmung möglich
• Kiesflächen: Keine offenporigen Kiesschüttungen im Becken (z.B. 16/32), setzen sich mit Biomasse und Mulm zu werden teilweise anaerob, führt zu Nährstoffrücklösung durch Wellenschlag und Sauerstoffeinträge
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Reinigungskonzept
• Kategorie 1 &2: Sedimentbereiche müssen zur jährlichen Reinigung mit Sedimentsaugern zugänglich oder betretbar sein
• Regelmäßige Roboterabsaugungen im Schwimmbereich sind hilfreich
• Weitere Lösungen: Schwimmbereich sehr tief, um Wellenschlag am Sediment zu vermeiden oder Trenngitter zwischen Sedimentraum und Schwimmbereich
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Reinigungskonzept
• Kategorie 4 &5: Regelmäßige Reinigung aller Oberflächen mit mechanischen oder elektromechanischen Wand- und Boden-Reinigern
• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
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Reinigungskonzept
• Kategorie 4 &5: Regelmäßige Reinigung aller Oberflächen mit mechanischen oder elektromechanischen Wand- und Boden-Reinigern
• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Reinigungskonzept
• Kategorie 4 &5: Regelmäßige Reinigung aller Oberflächen mit mechanischen oder elektromechanischen Wand- und Boden-Reinigern
• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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Reinigungskonzept
• Kategorie 4 &5: Regelmäßige Reinigung aller Oberflächen mit mechanischen oder elektromechanischen Wand- und Boden-Reinigern
• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
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Reinigungskonzept
• Kategorie 4 &5: Regelmäßige Reinigung aller Oberflächen mit mechanischen oder elektromechanischen Wand- und Boden-Reinigern
• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
Wissen vermehrt sich, wenn man es teilt!
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• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
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Reinigungskonzept
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• Zur Vermeidung von Wasserverlust werden Biofilme abgeschabt, Mulme und Sedimente auf ebenen Flächen per Schwerkraft in tiefe Bereiche des Beckens verfrachtet, dort abgesaugt
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WISSEN VERMEHRT SICH, WENN MAN ES TEILT!
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