Nordlicht im Kanal:

LED-Technologie mit Filzliner kombiniert

AARHUS (DK), 25.11.2014 – Schlauchlining mit einem Polyesternadelfilzliner, einem styrolfreien Harz und mit LED-Lichthärtung: Ein solches System hat die Firma Per Aarsleff A/S in Dänemark zur Marktreife entwickelt. Nun kommt diese Sanierungstechnik auch nach Deutschland.

Von Artur zu Eulenburg

Mit LED-Technik ausgestattes Sanierungsfahrzeug in Dänemark
Vier Sanierungsfahrzeuge hat Per Aarsleff in Dänemark mit LED-Technik ausgestattet. Sie hat die Dampfhärtung in den kleinen Durchmessern im Hausanschluss-Bereich inzwischen nahezu komplett abgelöst. | Foto: Aarsleff

Bent Rasmussen ist bei Per Aarsleff im dänischen Aarhus der „LED-Mann“ der ersten Stunde. Er hat als verantwortlicher Leiter die Entwicklung in diesem Bereich von Beginn an betreut. Ziel des Projektes war es, ein Schlauchliningsystem zu entwickeln, mit dem Abwasserleitungen mit kleinen Durchmessern – vor allem im Hausanschlussbereich – schneller und wirtschaftlicher saniert werden können als mit den vorhandenen Heißwasser- Dampf- oder UV-Lichthärteverfahren.
„Im Jahr 2006 hatten wir bei uns im Haus erstmals die Idee, dass diese Technologie im Kanal funktionieren könnte“, berichtet Bent Rasmussen. Ausgangskomponenten waren die damals verfügbare LED-Technik, ein von DSM formuliertes styrolfreies und lichthärtendes Harz sowie ein Schlauch aus Polyesternadelfilz als Trägermaterial. Bis daraus allerdings ein praxistaugliches Sanierungssystem entstand, war es noch ein langer Weg.

Aus dem Labor in die Praxis

Die ersten Versuche begannen im Labor mit Aushärtegeschwindigkeiten von 12 Zentimetern pro Stunde. In den folgenden Entwicklungsschritten gelang es Stück für Stück die Lichtquelle zu verkleinern, gleichzeitig die Lichtleistung zu erhöhen, und auf diese Weise die Aushärtezeit zu verkürzen. Der Schlüssel auf dem Weg zum Erfolg war nicht zuletzt die rasante technische Entwicklung im Bereich der Leuchtdioden.
Um diesen Fortschritt im Kanal nutzen zu können, bestand eine zentrale Herausforderung darin, den Wärmehaushalt der Lichteinheit in den Griff zu bekommen. Da bei der Lichthärtung Wärme entsteht und die LEDs empfindlich auf hohe Temperaturen reagieren, wurde eine Luftkühlung für die Dioden eingesetzt und im Laufe der Entwicklung immer weiter optimiert.
Teilweise wurden bis zu 8 mit Leuchtdioden besetzte Körper zu einer Lichterkette hintereinander geschaltet, um praxisgerechte Aushärtungszeiten realisieren zu können. Bei 25 Meter pro Stunde war eine Entwicklungsstufe erreicht, um auf dieser technischen Basis im Jahr 2008 die ersten drei Sanierungsfahrzeuge zu bauen, und mit der neuen Technologie  in den Dimensionen DN 100 und DN 150 in die Praxis zu starten. Der Erfolg gab den Entwicklern recht, denn die LED-Technologie konnte auf den Baustellen ihre Stärken gegenüber der Dampfhärtung unter Beweis stellen. „Insbesondere bei der Installation kurzer Strecken hatten wir deutliche Zeitvorteile und damit einen wichtigen Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit“, blickt Bent Rasmussen zurück. Darüber hinaus erwies sich das System auch im Handling als praxistauglich. Bögen bis 45 Grad stellten kein Problem dar und auch 90-Grad-Bögen waren möglich. „Wir haben beispielsweise Anschlussleitungen aus dem Haus bis zum Hauptsammler erfolgreich saniert“, beschreibt Dahl-Nielsen ein typisches Einsatzgebiet der neuen Technik in der Anfangsphase.

Die kompakte Bauweise der Lichteinheit trägt zur Flexibilität des Sanierungssystems auf der Baustelle bei
Die kompakte Bauweise der Lichteinheit trägt zur Flexibilität des Sanierungssystems auf der Baustelle bei. | Foto: bi/zu Eulenburg

Aktueller Entwicklungsstand

Inzwischen hat das System dank kontinuierlicher Weiterentwicklung die Evolutionsstufe vier erreicht. Aus der Lichterkette, bestehend aus vier mit jeweils 28 Dioden besetzten Elementen ist mittlerweile ein kompakter Kupfer-Korpus geworden, auf dessen Oberfläche 685 LEDs angeordnet sind. Das Innere dieses patentierten Bauteils wird von feinen Kanälen durchzogen, die permanent von Luft durchströmt werden und so für die nötige Kühlung der Dioden sorgen. Mit dieser Lichtquelle als Herzstück des Systems lassen sich heute Aushärtegeschwindigkeiten von bis zu 100 Meter pro Stunde in einem Liner DN 150 erreichen.
Das verwendete Harz ist ein in Zusammenarbeit mit DSM entwickeltes und ebenfalls patentiertes styrolfreies Vinylesterharz. Da die benötigte Menge im Moment noch relativ gering ist, ist das Harz noch verhältnismäßig teuer. Dies ist einer der Gründe dafür, dass Aarsleff den Einsatz dieser Technologie bisher auf die kleinen Durchmesser bis DN 200 beschränkt. Die Abnahmemengen steigen jedoch deutlich, so dass sich bei fallenden Harzpreisen auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bei größeren Durchmessern verbessert. Das Einsatzspektrum der LED-Technik in diese Richtung zu erweitern ist mittelfristig erklärtes Ziel.
Was den Liner betrifft, hat sich Aarsleff für Polyesternadelfilz als Trägermaterial entschieden, weil es gegenüber Glasfasern das günstigere Material ist und die statischen Anforderungen  bei den in den kleinen Durchmessern geforderten Mindestwanddicken problemlos erreicht werden. „Die besseren Materialkennwerte der Glasliner benötigen wir in den kleinen Dimensionen nicht“, so Rasmussen. Zu diesem wirtschaftlichen Vorteil kommen die größere Flexibilität des Materials und damit verbesserte Einbaueigenschaften hinzu.
Ein großer Vorteil ist die Energieeffizienz des Verfahrens gegenüber UV-Härtung und erst recht gegenüber der thermischen Aushärtung mit Dampf oder Warmwasser. „Für das Licht brauchen wir etwa ein Kilowatt Strom“, sagt Rasmussen. „Der größte Energieverbraucher ist der Kompressor für die Erzeugung der Druckluft, aber wir haben bereits Ideen, wie wir den Gesamtenergieverbrauch noch einmal deutlich senken können“, wirft der Entwicklungsleiter den Blick nach vorn und betont, dass der Energieverbrauch im Wettbewerb zukünftig eine immer wichtigere Rolle spielen werde.

Kupfer-Korpus der Leuchteinheit
685 LEDs sind auf dem Kupfer-Korpus
angeordnet. Dieses System hat sich
Aarsleff patentieren lassen. | Foto:
bi/zu Eulenburg

Schnell und flexibel auf der Baustelle

Zu den weiteren Stärken des Systems gehört das platzsparende Baustellenequipment. „Wir brauchen einen Kompressor mit einer Leistung von 1,5 cbm und Strom“, erklärt Bent Rasmussen. Die Lichtanlage mitsamt der Steuerungs- und Überwachungseinheit ist kompakt und per Hand transportierbar. „Deshalb können wir die gesamte Anlage in einem kleinen Sanierungsfahrzeug unterbringen, was für die Arbeit gerade im innerstädtischen Bereich große Vorteile bringt.“
Die Liner werden im Werk einbaufertig vorkonfektioniert und nach dem Einblasen eines Preliners aus einer Drucktrommel mit Luft in die zu sanierende Haltung inversiert. Maximale Haltungslängen liegen derzeit bei 45 Metern. Über eine Druckschleuse wird die Lichtquelle in den Liner geschoben. Mit der integrierten Kamera wird der Inversionsvorgang kontrolliert. Anschließend folgt während des Zurückziehens die Aushärtung mit dem LED-Licht. Dabei werden alle relevanten Daten wie Druck, Geschwindigkeit und Temperatur automatisch protokolliert und gespeichert.
Das größte Argument für das System sieht Bent Rasmussen in der Schnelligkeit. „Wenn unsere Leute zu einem Kunden kommen und beispielsweise eine Installation von 6 Metern machen müssen, dann sind sie nicht selten in einer Stunde fertig und fahren zur nächsten Baustelle. Konnten wir mit der Dampfhärtung bis zu vier Installationen mit einem Fahrzeug pro Tag ausführen, so schaffen wir mit LED bis zu acht Installationen.“ Bei Aarsleff in Dänemark wird man vor dem Hintergrund der wirtschaftlichen Vorteile in Kürze die Dampfhärtung für kleinere Durchmesser im Grundstücks- und Hausanschlussbereich vollständig auf LED-Technik umstellen. „Die klassische Dampfhärtung in diesem Bereich kann technisch und ökonomisch mit dem neuen Verfahren einfach nicht mithalten“, argumentiert Rasmussen.
Aaarsleff hat in Dänemark vier Sanierungsfahrzeuge mit der aktuellen LED-Technik im Einsatz. Mit der Auslastung ist man bei dem Unternehmen sehr zufrieden: Zwischen 30 und 40 Kilometer LED-gehärtete Liner werden in unserem nördlichen Nachbarland pro Jahr installiert. Für Dänemark kann man angesichts dieser Zahlen also von einer etablierten Technik sprechen. Das heißt jedoch nicht, dass die Entwickler bei Per Aarsleff A/S nun die Hände in den Schoß legen. Konkret wird an einer neuen Lösung für die Einbindung der Seitenzuläufe gearbeitet. In der Entwicklung ist ein Hütchen, das ebenfalls mit LED-Technik ausgehärtet werden soll. Wann diese Anschlussvariante einsatzbereit ist, darauf will sich Bent Rasmussen noch nicht festlegen. „Wir müssen erst sicher sein, dass wir etwas anbieten, was auch wirklich funktioniert und vor allem zuverlässig dicht ist.“

Aus Dänemark nach Deutschland

Als vor einem Jahr Geschäftsführer Rudolf Feldmeier im Interview mit der bi-UmweltBau die Veränderungen in der Eigentümerstruktur der jetzigen Aarsleff Rohrsanierung GmbH erläuterte, da kündigte er bereits eine intensivere Zusammenarbeit im Bereich Forschung und Entwicklung sowie einen verstärkten Technologieaustausch zwischen der Muttergesellschaft in Dänemark und der deutschen Tochter in Röthenbach an. Das LED-härtende Schlauchlining ist Beispiel dafür, das diese Absicht nicht nur verkündet, sondern auch mit Leben erfüllt wird, denn ab sofort steht diese in Dänemark bereits erprobte und bewährte Technologie auch der Aarsleff Rohrsanierung GmbH (ARS) in Deutschland zur Verfügung. Die große Präsentation des Verfahrens auf der IFAT in München stieß dem Vernehmen nach in der Fachwelt auf großes Interesse. Zur Zeit läuft der Prozess für die Zulassung durch das DIBt, die Voraussetzung für einen breiten Markteintritt dieser Technologie in Deutschland.
Die Implementierung des Systems auf dem deutschsprachigen Sanierungsmarkt ist in die Umsetzung der strategischen Ausrichtung des Aarsleff-Konzerns eingebettet. Diese beinhaltet einerseits die horizontale Integration: Hierbei geht es insbesondere darum das Produktportfolio so breit aufzustellen, dass das Unternehmen im Bereich grabenlose Kanalsanierung die qualitativ ausgereiften Produkte zur Verfügung hat, die ein Kunde für die Lösung seines Problems wünscht. Hinzu kommt als zweite Dimension die vertikale Integration. Das bedeutet, dass die Produkte möglichst von der Wiege bis zur Bahre selber hergestellt werden, um von den anfallenden Wertschöpfungsgewinnen zu profitieren. Dank dieser Strategie ist man in der komfortablen Lage in Eigenregie schnell, flexibel und innovativ auf die Anforderungen des Marktes reagieren zu können. Aber auch die Nutzung verschiedener Synergieeffekte, beispielsweise attraktive Einkaufskonditionen bei der Abnahme größerer Harzmengen oder die Ressourcenauslastung bei Personal und Anlagen, erleichtern Deutschland den Start in das neue Segment.

 Die LED-Technik ermöglicht hohe Lichtleistung bei kompakter Bauform
Die LED-Technik ermöglicht hohe Lichtleistung bei kompakter Bauform. Mit dieser Lichtquelle lassen sich Aushärtegeschwindigkeiten bis zu 100 Meter pro Stunde erreichen. | Foto: bi/zu Eulenburg
Darüber hinaus kann ARS im Bereich Hausanschlusssanierung auf das fundierte Know how der dänischen Kollegen zurückgreifen, was sich sehr positiv auf die Qualität und die Geschwindigkeit der Markteinführung auswirken wird. Das Potential sieht der Technische Leiter, Dipl.-Ing. Albert Kappauf, in der Abwicklung komplexer Projekte, denn die Sanierung von geschädigten Haupt- und Anschlussleitungen sollten im Idealfall parallel laufen. Auch unter dem ökologischen Aspekt wird diese Entwicklung begrüßt. Dabei ist es unerheblich, ob eine Sanierung des Hauptkanals mittels Synthesefaserliner, Glasfaserliner, GFK-Einzelrohr-Lining, Risssanierung oder verschiedener Beschichtungs- bzw. Auskleideverfahren erfolgt. Aarsleff hat all diese Verfahren in seinem Portfolio und kann so dem Kunden ein projektbezogenes Sanierungskonzept anbieten. Am Ende des Tages – da sind sich Techniker und Kaufmann einig – werden sowohl Auftraggeber, als auch Auftragnehmer von dieser Einheit profitieren.

Dieser Artikel ist zuerst erschienen in der bi-UmweltBau Nr. 4/2014.