Der Blick unter die Erde

Bestimmt kommst du auf deinen Wegen manchmal an Stellen vorbei, wo der Gehweg oder die Straße abgesperrt und aufgebrochen ist. Ein solches Loch wird als Baustelle bezeichnet. Es ist klar, hier wird gearbeitet, und zwar nicht über der Erde sondern darunter. Man spricht dann auch von Tiefbauarbeiten. Und dabei kommen Dinge ans Licht, die du sonst nicht zu Gesicht bekommst: dünne und dicke Rohre und Kabel in verschiedenen Farben, die nebeneinander und untereinander laufen und sich an einigen Stellen auch kreuzen und verzweigen. Zusammenfassend bezeichnet man diese verschiedenen Rohre und Kabel als Leitungen.

In diesem Lernbaustein kannst du die gängigsten Versorgungsleitungen kennenlernen und herausfinden, welche Bedeutung diese oft unsichtbaren Leitungen für dein tägliches Leben haben. Mit diesem Wissen kann es für dich in Zukunft richtig spannend werden, einen vorsichtigen Blick über einen Baustellenrand zu werfen.

Arbeitsauftrag 1

  1. Erkunde die Baustelle. Die folgende Infografik zeigt einen Aufriss einer Straße mit den wichtigsten Versorgungsleitungen in typischer Lage im Straßenquerschnitt. Dabei entspricht eine Einheit auf dem Messstab 1 m.

Gasleitungen werden in einer Tiefe von 0,60 m bis 1,00 m verlegt. Das Gas kann entweder als Erdgas (gasförmig) oder flüssig als Flüssiggas transportiert werden. Man unterscheidet bei der Gasversorgung zwischen Fernleitungen, Transport- und Verteilungsleitungen sowie Hausanschlussleitungen. Während Gasleitungen früher vor allem aus Stahl und Bitumen hergestellt wurden, werden heute vor allem Leitungen aus Polyethylen (PE) verlegt.

Abwasserkanäle liegen meist in großer Tiefe unter der Fahrbahn, da sie selten (im Abstand von Jahrzehnten) gewartet werden müssen. Sie lassen sich in den meisten Fällen anhand der Deckel der Einstiegschächte, die gewöhnlich in der Kanalachse liegen, von der Straßendecke aus gut verfolgen. Die Tiefe ist jedoch von der Oberfläche aus nicht erkennbar. Abwasserleitungen liegen - im Gegensatz zu Wasser, Strom und Gas - im Gefälle, damit das Abwasser drucklos abfließen kann (das nennt man Freispiegelsystem). Daher gibt es auch keine eindeutig vorgeschriebene Tiefe für Abwasserleitungen. Das Gefälle der Abwasserleitungen ist immer in Richtung einer Kläranlage gerichtet.

Leitungen zur Trinkwasserversorgung werden üblicherweise in einer Tiefe von 0,8 m bis 1,60 m verlegt. Damit sind sie weitgehend vor Frost geschützt. Trinkwasserleitungen wurde früher aus Gusseisen gefertigt. Seit den 1950 Jahren wird der Kunststoff Polyethylen (PE) verwendet, der besonders robust und langlebig ist. Für Trinkwasserleitungen gelten besondere Hygieneanforderungen: Von dem Material, das in direktem Kontakt zum Wasser steht, dürfen keine gelösten Partikel in das Trinkwasser übergehen.

Fernwärmeleitungen dienen der Warmwasser- und Heizwärmeversorgung. Sie werden im Straßenbereich in einer Tiefe zwischen 0,50 m und 3,00 m verlegt. Dabei fließt das 80 bis 130°C heiße Wasser von einem Versorger zu den Verbrauchern (Vorlauf). Von den Verbrauchern fließt das Wasser abgekühlt mit einer Temperatur von 50 bis 90° C zurück zum Versorger (Rücklauf). Moderne Fernwärmerohre sind gut zu erkennen an einer dicken Dämmschicht, die bewirken soll, dass möglichst wenig Wärmeenergie aus den Rohren an das umgebende Erdreich abgegeben wird.

Daten werden in Kabeln transportiert, die 0,60 m bis 1,00 m unter der Erde liegen. Zu solchen Datenkabeln zählen z. B. Signal-, Medien- und Fernmeldekabel. Während Datenkabel früher vor allem aus Kupfer (Kupferleiter) hergestellt wurden, finden heute bei Neuverlegungen oder bei Kabelaustauscharbeiten überwiegend Lichtwellenleiter aus Glasfasern Verwendung. Bei Kupferleitungen werden zu Adersträngen gewunden und durch eine dicke Kunststoffschicht geschützt.
Auch Lichtwellenleiter aus Glasfaser haben eine Isolierschicht, die aus Schutzgründen besonders dick ist im Vergleich zu dem optischen Leiter. Das liegt daran, das Glasfasern besonders empfindlich sind für mechanische Verletzungen.

Stromleitungen werden als Erdkabel in einer Tiefe zwischen 0,60 m bis 1,20 m verlegt. Diese Verlegetiefe schützt vor Frost und versehentlichen Spatenstichen. Häufig werden Stromkabel zusätzlich mit einem Schutzrohr aus PVC umgeben. Stromkabel werden hinsichtlich ihrer geführten Spannung unterschieden. Spannungen bis 1kV (1000 V) werden als Niederspannung und über 1kV als Hochspannung bezeichnet.

Arbeitsauftrag 2

  1. Schau dir die verschiedenen Baustellenfotos in der Galerie an. Suche dir einige Fotos aus und versuche die Leitungen zu identifizieren. Spende dazu die vorbereiteten Pfeilkärtchen in die Arbeitsfläche.

Arbeitsfläche

Leitungen

Arbeitsauftrag 3

  1. Rohre und Kabel liegen in unterschiedlichen Tiefen. Welche Einflüsse spielen für die Verlegetiefe eine Rolle? Ordne die verschiedenen Einflüsse auf den Textkärtchen einer der beiden Spalten zu und überprüfe deine Zuordnung.

⊕ Hat Einfluss auf Verlegetiefe

⊝ Hat keinen Einfluss auf Verlegetiefe

Temperatur (Frostgefahr)
Stabilität/Schutz (Druck durch Erdreich)
Wartung/Reparierbarkeit
Ökologische Gründe 
Wirtschaftliche Gründe
Höhe der angrenzenden Gebäude
Sonneneinstrahlung
Straßenlärmpegel
Gewicht der Rohre
Straßenbelag

Arbeitsauftrag 4

  1. Stell dir vor, du hättest eine Wärmebildkamera und richtest sie auf einen Straßenabschnitt. Deine Kamera macht dir zwei Leitungen sichtbar, eine davon deutlicher als die andere. Welche zwei sind das? Kreuze an.
  2. Warum siehst du die beiden Leitungen mit der Wärmebildkamera nicht gleich stark?
  3. Tipp

Kanäle, Rohre, Kabel, Leiter … Was sind eigentlich alles Leitungen?

Leitungen ist der Sammelbegriff für Kabel und Rohre. Kabel leiten entweder Strom oder Lichtimpulse, daher nennt man sie manchmal auch Leiter. Rohre hingegen transportieren gasförmige oder flüssige Stoffe. Wenn große Rohre Abwasser transportieren, spricht man meist von Kanälen. Man kann sowohl Kabel als auch Rohre mit dem Zusatz "-leitung" versehen. Einen Überblick über die verschiedenen Arten von Leitungen gibt dir die folgende Schemazeichnung.

Arbeitsauftrag 5

  1. Überprüfe nochmal dein Wissen über Versorgungsleitungen. Lies die Kärtchen und überlege dir eine Antwort, ehe du das Kärtchen umdrehst.

Arbeitsfläche

Es ist genau vorgeschrieben, welche Leitungen welche Farben haben, damit … 

… die Leitungen bei Bauarbeiten schnell erkannt werden können und weder Bauarbeitende noch die Leitung irrtümlich zu Schaden kommen.

Leitungen und Rohre liegen in unterschiedlicher Tiefe unter Straße und Gehweg weil …

… die Verlegetiefe durch Standards vorgegeben ist, die für Ordnung bei der Verlegung und Reparatur von Versorgungsleitungen sorgen sollen. Oft müssen diese Standardtiefen aber auch angepasst werden, wenn z. B. andere Leitungen, Baumwurzeln etc. den geplanten Lauf kreuzen.

Rohrleitungen transportieren …

… Flüssigkeiten und Gase.

Kabelleitungen transportieren …

… elektrischen Strom oder Lichtsignale.

Kabel und Rohre sind aus verschiedenen Materialien, weil …

… sie unterschiedliche Stoffe, Elektrizität oder Lichtimpulse mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften transportieren.

Leitungen haben eine standardisierte Position im Straßenquerschnitt, damit …

… die verschiedenen Leitungen möglichst optimal gewartet und repariert werden können. Gleichzeitig sollen die Störungen für Fußgänger, Fahrzeuge und Anwohner möglichst gering bleiben.

Versorgungsleitungen in meinem Alltag

Die Leitungen, über die wir täglich gehen, bringen Wärme, Wasser, Daten und Licht in die Häuser. In dieser Übung kannst du die verschiedenen Versorgungsleitungen mit den späteren Anwendungen in einem Gebäude zusammenbringen.

Arbeitsauftrag 6

  1. Wähle aus: Welche Versorgungsleitung wird bei welcher Aktivität benötigt? (Hinweis: Manchmal ist es mehr als eine)

Fernsehschauen

YouTube-Videos schauen

Telefonieren mit dem Festnetz

warm Duschen

kalt Duschen

Kochen

auf die Toilette gehen

Licht

Computerspiele zocken

Pizza einfrieren

Eine Baustelle ist eine Baustelle

Unterirdische Baustellen (die man zu den Tiefbauarbeiten rechnet) hast du schon kennengelernt. Da die Baustellen den Versorgungsleitungen folgen, sind sie häufig längs der Straße oder des Gehwegs ausgerichtet. Die Art der Baustellen, bei denen es notwendig ist in Abschnitten das Erdreich und die Straßen- sowie Gehwegdecken über den Leitungen aufzureißen, nennt man offene Baustellen (Offener Tiefbau). Die offene Baustelle war lange Zeit der Normalfall. Doch es ist nicht immer notwendig, die gesamte Länge über einer Leitung aufzureißen. Bei der geschlossenen Bauweise erfolgt der Rohreinbau, Rohrsanierung oder die Kabelverlegung im Wesentlichen unterirdisch und es wird nur punktuell über Start- und Zielbaugruben eine Öffnung an der Straßen- oder Gehwegoberfläche erforderlich. Dies wird ermöglicht durch moderne Verfahren zum Erhalt der unterirdischen Infrastruktur von Versorgungsgsleitungen. Bei der Neuverlegung von Kabeln gibt es mit dem Trenching ebenfalls ein Verfahren, das es nicht erforderlich macht, Straßen oder Gehwege großflächig aufzureißen. Dabei wird mithilfe einer Fräse ein schmaler Schlitz in den Straßen- oder Gehwegbelag gefräst, in den dann Lehrrohre oder Glasfaserkabel gelegt werden. Allerdings rechnet man das Trenching zu der offenen Tiefbauweise, da die Öffnung der Straßen und Gehwege zwar nur einige Zentimeter breit ist aber über die ganze Strecke der zu verlegenden Leitungen erfolgt.

Arbeitsauftrag 7

Versorgungsleitungen versorgen uns zuverlässig mit Wasser, Gas, Wärme, Strom und Daten. Aber auch Versorgungsleitungen müssen über ihre Lebensdauer „versorgt“ und gewartet werden. Wenn es eine Störung gibt, kann dies jederzeit geschehen, andere Baumaßnahmen geschehen in einer bestimmten Reihenfolge. 

  1. Bringe die „Lebensphasen“ einer Versorgungsleitung in die richtige Reihenfolge. Beginne oben mit der ersten Maßnahme.
  • Modernisierung
  • Neubau
  • Sanierung
  • Reparatur

Arbeitsauftrag 8

  1. Viele Städte informieren ihre Einwohner über Baustellen im Internet. Verschaffe dir auf der Karte der Stadt Bielefeld einen Überblick über aktuelle Baustellen. Finde vier Baumaßnahmen, die etwas mit Versorgungsleitungen zu tun haben, und beschreibe sie stichwortartig in der Tabelle.
Ort Zeit Art der Baustelle/ Baumaßnahme