Wie man einen Brunnen für den Winter isoliert: Überblick über die besten Methoden + Materialauswahl

Als Wasserquelle für die autonome Wasserversorgung wird am häufigsten ein Entnahmebrunnen verwendet. Der Betrieb erfolgt saisonal oder ganzjährig. Wenn im Winter Wasser entnommen werden soll, muss darüber nachgedacht werden, wie der Brunnen für den Winter isoliert werden kann, um Probleme mit Wasserunterbrechungen, Geräteausfällen und Rohrbrüchen zu vermeiden.

Wir erklären, wie die Wärmedämmung einer unabhängigen Wasserquelle durchgeführt wird, die die Bildung von Eisstopfen im System verhindert. Bei uns erfahren Sie, wie der Schacht des Brunnens und die davon abgehenden Wasserleitungen isoliert werden. Unsere Tipps helfen Ihnen, die beste Methode und das beste Material für die Isolierung auszuwählen.

Im Artikel werden die grundlegenden Regeln und Feinheiten der Organisation eines Schutzes der unabhängigen Wasserversorgung vor dem Einfrieren ausführlich erläutert. Zur visuellen Veranschaulichung des Themas sind Schemata, Fotoillustrationen und Videoanleitungen beigefügt.

Besonderheiten des Schutzes des Brunnens vor Kälte

Eine unsachgemäße Einrichtung des Entnahmebrunnens behindert oft den normalen Betrieb der Quelle. Besonders deutlich treten Fehler und Mängel im Winter auf.

Der Betrieb eines Brunnens, der nicht durch zuverlässige Wärmedämmung vor dem Einfrieren geschützt ist, wird bei Frost durch die Bildung von Eis auf dem Wasserspiegel und die Entstehung von Eisstopfen in der Rohrleitung erschwert.

Infolgedessen arbeiten die Pumpausrüstung und das gesamte System mit erhöhter Belastung. Ein großer Eisstopfen kann die Rohre aus Polyethylen niedriger Dichte (PND), aus denen meist die äußeren Wasserleitungen bestehen, verformen oder sogar zerreißen.

Eisstopfen und Eiskrusten im Brunnen entstehen, wenn die Wasserentnahme “nicht auf voller Leistung” arbeitet. D.h. wenn es im Betrieb ausreichend lange Unterbrechungen für die Kristallisation des Wassers gibt. Selbst wenn die Besitzer einer autonomen Wasserleitung nicht mit solchen Funktionspausen rechnen, sollten vorbeugende Maßnahmen in Form der Installation einer Dämmung durchgeführt werden.

Maßnahmen zur Dämmung der Wasserleitung werden vom Eintrittspunkt ins Haus bis zu einer Tiefe durchgeführt, die 20-30 cm unter dem Niveau des saisonalen Frostbodens liegt. Dieser Wert ist in den Sammlungen zur Bauklimatologie SP Nummer 131.13330.2012 und in der SNiP Nummer 23-02-99 zu finden.

Die Frosttiefe wird entsprechend den regionalen Bedingungen und der von der Frostzone erfassten Bodenart bestimmt. Ihr Wert wird empirisch auf der Grundlage langjähriger Beobachtungen ermittelt.

Eine fachgerechte Einrichtung des Wasserbrunnens verhindert die Bildung von Eis und Eisstopfen in der Wasserleitung (+)

Wenn die Wasserleitung durch das Fundament eines unbeheizten Kellers in das Haus geführt wird, muss auch die Leitung bis zum Eintritt in den beheizten Raum gedämmt werden. Die Verwendung von Dämmmaterialien für im Erdreich befindliche Objekte hat ihre Besonderheiten.

Die Dämmstoffe sollten folgende Eigenschaften aufweisen:

• Sie dürfen kein Wasser aufnehmen oder eine schützende wasserdichte Hülle haben. Wenn Wasser in den Dämmstoff eindringt und dann gefriert, wird die Dämmschicht mit hoher Wahrscheinlichkeit aufgrund der Volumenzunahme des Wassers beim Übergang zu Eis zerstört.
• Unter Bodendruck dürfen sie ihre Eigenschaften nicht verlieren. Der Druck der darüberliegenden Erdmassen oder deren Bewegungen können den Dämmstoff zusammendrücken und seine Wärmeleitfähigkeit erhöhen.
• Sie dürfen für Insekten und Nagetiere nicht interessant sein oder deren Einwirkungen widerstehen.

Der letzte Punkt ist sehr wichtig, da Mäuse im Sommer den Dämmstoff in ihre Nester verschleppen und im Winter Gänge darin graben können, um zu den warmen Rohren zu gelangen. All dies führt zu einem direkten Kältezugang zu den Wasserleitungselementen.

Der Schutz der Dämmung vor Mäusen und Insekten ist eines der Hauptprobleme bei der Dämmung von Objekten, die sich im Freien unter der Erde befinden.

Manchmal reicht es aus, um den Brunnen und die Wasserversorgungsanlage vor Kälte zu schützen, Verfahren durchzuführen, die keine speziellen Kenntnisse über die Prinzipien der Dämmung des unterirdischen Wasserversorgungssystems erfordern. Das Wasser, das aus der Tiefe in das System eingespeist wird, hat eine positive Temperatur (normalerweise zwischen 7 und 13 Grad Celsius).

Besteht die Gefahr des Einfrierens des Wassers, muss die Betriebsart des Systems so eingestellt werden, dass die Wasserzufuhr in kleinen Portionen, aber so oft wie möglich erfolgt. Die ständige Zirkulation des Grundwassers, dessen Temperatur definitionsgemäß über 0 °C liegt, verhindert die Eisbildung.

In den südlichen Regionen Russlands oder bei tief liegenden Wasserleitungen kann der Brunnenkopf und die Rohre bei nicht sehr kalten Wintern ohne großen Aufwand mit Sägemehl oder Stroh gedämmt werden. Dazu muss eine Grube neben dem Brunnenkopf und ein Graben entlang der Wasserleitung ausgehoben, mit trockenem Sägemehl oder Stroh gefüllt und die Grube wieder zugeschüttet werden.

Diese Prozedur muss jeden Herbst durchgeführt werden, damit das Sägemehl und das Stroh bis zum Winter nicht verrotten. Für eine längerfristige Verhinderung des Durchfrierens oder wenn die vorgeschlagenen Methoden kein positives Ergebnis garantieren, ist ein anderer Ansatz zur Problemlösung erforderlich.

Die Wiederherstellung der Wasserversorgung im Winter ist schwieriger und teurer als eine fachgerechte Dämmung unter Berücksichtigung der konstruktiven Besonderheiten des Systems und der klimatischen Bedingungen.

Schutz des Brunnenkopfes vor dem Einfrieren

Ein Kasten für den Brunnen ist ein in den Boden eingelassener Behälter, der sich über der Mündung des Bohrlochs befindet. Er ist für den bequemen Zugang zu den Hauptelementen des Wasserentnahmesystems erforderlich, um Reparaturen und regelmäßige Wartung durchzuführen.

Im Inneren des gedämmten Kessons werden ein Hydroakkumulator, Pumpenausrüstung und Filter installiert, um sie aus dem Haus auszulagern und den Lärm zu vermeiden. Wenn die Ausrüstung in einem beheizten Raum platziert wird, wird kein Kesson eingerichtet, sondern ein Adapter installiert.

Sowohl der Brunnen mit Kasten als auch der ohne muss so gedämmt werden, dass über die gesamte Dicke des gefrierenden Bodens ein direkter Kontakt der Elemente des Wasserversorgungssystems mit gefrorenen Gesteinen ausgeschlossen wird.

Grundprinzipien der Isolierung des Kessels

Selbst wenn der Brunnenkopf unterhalb der Frosttiefe des Bodens liegt, befindet sich der Hauptteil des Kastens oberhalb dieser Markierung. Wenn seine Wände eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, können die negativen Temperaturen bis zum Brunnenkopf absinken und das Wasser im System friert deutlich tiefer ein, als die Bauklimatologie angibt.

In Bezug auf die Geometrie können Kessons für Brunnen zylindrisch oder rechteckig sein, dies beeinflusst die Art der Dämmung nicht. Aus Sicht der Dämmkosten sind zylindrische Objekte vorteilhafter, aber aus Sicht der einfachen Montage von Material, das in Form von harten Platten geliefert wird, ist es einfacher, rechteckige Objekte zu dämmen.

Je nach Material können Kaisons aus Beton, Metall oder Kunststoff bestehen, wobei Betonkonstruktionen heute aufgrund der Komplexität ihrer Montage und der mangelnden Haltbarkeit von Beton bei Feuchtigkeitseinwirkung selten verwendet werden.

Metall- und Kunststoffkaisons sind wasserdicht, daher muss bei der Innendämmung nicht auf die Wasserbeständigkeit des Materials geachtet werden.

Die Innendämmung eines Kaisons ist sinnvoll, wenn sein Gehäuse durch die Materialeigenschaften oder eine zuverlässige Abdichtung dicht ist. In diesem Fall muss das Dämmmaterial nicht vor Feuchtigkeit geschützt werden.

Darüber hinaus haben Bodenbewegungen oder andere äußere Einflüsse keine Auswirkungen auf die Integrität der Dämmschicht. In der Regel werden bei der Innendämmung Produkte auf Basis von Schaumstoff oder Polystyrol verwendet.

Die Außendämmung eines Kaisons wird durchgeführt, um den Innenraum zu erhalten oder wenn Schüttmaterialien verwendet werden. Von außen sollten Kunststoffkonstruktionen gedämmt werden, um sie vor starkem Frost zu schützen, bei dem Kunststoff spröde wird.

Die Außendämmung kann mit beliebigen Materialien erfolgen, jedoch müssen mögliche Bodenbewegungen, Wassereinwirkung und die Gefahr der Beschädigung der Dämmschicht durch Insekten und Nagetiere berücksichtigt werden.

Bei der Verwendung von Außendämmung muss das Material vor Wasser, Insekten und Mäusen geschützt werden, da sonst die Arbeiten mit der Zeit wiederholt werden müssen.

Da Wärmeverluste bei jeder Brunnendämmung dennoch auftreten, müssen diese durch einen Wärmeeintrag ausgeglichen werden. Dies geschieht ohnehin aufgrund der positiven Wassertemperatur in den durch den Kaison verlaufenden Rohren und der Wärmeabgabe der in Betrieb befindlichen Geräte.

Wenn die Gefahr besteht, dass die Dämmung nicht ausreicht, kann ein einfaches Heizelement in Kombination mit einem Temperatursensor installiert werden.

Da der Innenraum des Kaisons klein ist, reicht bei normaler Dämmung eine gewöhnliche Glühlampe mit einer Leistung von 40-60 Watt oder ein Heizkabel mit einer Länge von 3-5 Metern als Heizelement aus.

Installation des Mantelrohrs für den Brunnenkopf

Wenn bei der Planung der Wasserversorgung kein Kaison vorgesehen war und der Kopf oberhalb der Frostgrenze liegt, kann dieser mit einem zusätzlichen Verrohrungsrohr gedämmt werden, dessen Ø um zwei Dämmstoffdicken größer ist als der Ø der stationären Verrohrung.

Für die Installation eines zusätzlichen Abschnitts des Futterrohrs muss um den Kopf herum eine Grube bis zur Frosttiefe plus 0,3 m ausgehoben und der Kopf gedämmt werden. Darüber muss ein zusätzliches Rohr installiert werden, und der Raum zwischen den Verrohrungen ist mit Glaswolle oder Mineralwolle zu füllen.

Es ist nicht empfehlenswert, den Spalt zwischen zwei Futterrohren mit Sprühisolierungsvarianten zu füllen, da die Gleichmäßigkeit des Auftragens der Dämmschicht nicht kontrolliert werden kann.

Der Schutz des Kopfes vor Frost durch die Installation eines Futterrohrs erfordert weniger Material und ist einfacher als die Isolierung eines Kessons.

Das Rohr sollte aus Metall sein, da Kunststoff bei Frost spröder wird und Bodenbewegungen es beschädigen können.

Es ist auch sicherzustellen, dass kein Wasser in den Raum zwischen Futterrohr und Kopf gelangt. Mineralwolle verliert ihre Wärmedämmeigenschaften, wenn sie Feuchtigkeit aufnimmt, und eine Polystyrolschale kann bei Eisbildung verformt werden.

Um ein Durchnässen zu vermeiden, muss vor dem Einlegen der Dämmung in den Zwischenraum zwischen den Futterrohren eine Stopfbuchse eingebaut werden. Die Außenabmessung der Stopfbuchse muss dem Durchmesser des zusätzlichen Futterrohrs entsprechen, die Innenabmessung dem Durchmesser des Hauptfutterrohrs.

Isolierung des unterirdischen Rohrsystems

Eine Isolierung der zum Haus führenden Wasserleitung kann entfallen, wenn diese unterhalb der Frostgrenze verlegt wird. Je tiefer die Wasserversorgungsanlage jedoch liegt, desto aufwendiger sind ihre Installation und Reparatur.

In diesem Fall kann die Rohrdämmung hinsichtlich der Kosten für das Wärmedämmmaterial günstiger sein und hinsichtlich des erforderlichen Arbeitsaufwands einfacher sein.

Bei einer unteren Zuführung sind geringere Kosten für die Isolierung erforderlich, dafür ist sie sowohl bei der Montage als auch bei Reparaturen aufwendiger.

Anwendung moderner Wärmedämmstoffe

Die älteste und bewährteste Methode zur Rohrisolierung ist das Verfüllen des Grabens mit Blähton. Mineralwolle ohne wasserdichte Außenhülle wird bei unterirdischen Leitungen nicht verwendet.

Heute ermöglicht die große Auswahl an verschiedenen Wärmedämmungsarten, dieses Problem für alle Temperaturbedingungen zu lösen. Für unterirdische Leitungen oberhalb der Frostgrenze werden “Schalen” aus Polyurethan- und Polystyrolschaum mit einer folienbeschichteten Abdichtungshülle hergestellt.

Zur Isolierung unterirdischer Wasserleitungen werden Dämmstoffe aus EPS und PU mit einer wasserdichten Hülle hergestellt. Als alternative Lösung werden PE-Rohre mit bereits daran befestigter Dämmung verwendet.

Betrachten wir die wichtigsten Materialarten, die am häufigsten bei der Isolierung unterirdischer Wasserleitungen verwendet werden:

• Mineralwolle oder Glaswolle wird unter der Erdlast zusammengedrückt. Daher sind bei ihrer Verwendung zusätzliche Arbeiten in Form einer stabilen Ummantelung erforderlich.
• Basaltfaser, die zur Abdichtung mit Aluminiumfolie beschichtet ist, ist ein recht teures Material, aber leicht zu verarbeiten.
• Schaumstoff und Polystyrolschaum lassen sich leicht schneiden und speichern Wärme gut, jedoch ist ein Schutz vor Nagetieren erforderlich.
• Polyurethanschaum speichert Wärme gut und ist feuchtigkeitsbeständig.

Für Bögen und Abzweigungen gibt es spezielle Formschalen, die die Montage der Dämmung erleichtern. Sie ermöglichen eine problemlose Installation der Wärmedämmung an Rohrleitungsabschnitten jeder Komplexität.

Eine schnelle und zuverlässige Dämmung der Wasserleitung kann mit aufgesprühtem Polyurethanschaum erfolgen. In solchen Fällen muss das Rohr auf ein Bett aus Blähton gelegt werden, da die Unterseite der Rohrleitung sonst möglicherweise nicht vom Dämmmaterial bedeckt wird.

Aufgesprühter Polyurethanschaum hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, wird nicht nass, bricht nicht unter der Last der Erde und wird weder von Mäusen noch Ameisen angenagt.

Für schwer zugängliche Stellen, an denen die Verwendung von voluminösen Materialien problematisch ist, kann Thermofarbe verwendet werden – ein moderner, universeller flüssiger Wärmeisolator. Diese Farbe kann sowohl mit einem gewöhnlichen Pinsel oder einer Rolle als auch durch Sprühen aufgetragen werden. Neben ihrer Hauptfunktion schützt sie Metallrohre gut vor Korrosion.

Verwendung eines Heizkabels

Das Funktionsprinzip von Wärmedämmmaterialien beruht auf dem sogenannten „passiven Schutz“. Durch die Isolierung kühlt das Wasser in den Rohren auf dem Weg zum beheizten Raum nicht ab.

Es ist zu beachten, dass das Dämmsystem in einem geschlossenen System ohne externe Wärmequelle das Einfrieren nicht verhindert, sondern lediglich die Zeit bis zur Kristallisation des Wassers bei Minusgraden verlängert.

Bei seltener Nutzung des Wassers aus dem Brunnen kann eine solche Dämmung für den Winter unzureichend sein. Bei Betriebsunterbrechungen von mehr als einem Tag müssen die Rohre, nachdem das Wasser abgelassen wurde, mit Hilfe eines speziellen elektrischen Kabels beheizt werden.

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Heizkabel zu verlegen: im Inneren des beheizten Rohres oder außen.

Für die Einführung des inneren Heizkabels ist ein spezielles System aus T-Stück und Endmuffe vorgesehen, das diese Prozedur einfach ermöglicht.

Für die Inneninstallation werden spezielle Kabel verwendet. Sie sind nicht giftig, erfüllen erhöhte Anforderungen an den elektrischen Schutz (obwohl Fachleute empfehlen, den Anschluss über einen FI-Schutzschalter durchzuführen) und werden mit einer dichten Endkupplung verkauft. Die Montage eines solchen Kabels ist einfach und erfolgt über ein gewöhnliches T-Stück.

Der Hauptvorteil der Innenmontage ist der hohe Wirkungsgrad des Heizsystems und folglich die Reduzierung der Stromkosten. Der Hauptnachteil ist die Schwierigkeit, das Kabel durch gekrümmte Rohrabschnitte zu verlegen.

Bei der Außenmontage des Kabels muss zunächst ein fester Sitz auf einer gut gereinigten Oberfläche gewährleistet sein. Das Kabel wird mit Aluminiumklebeband am Rohr befestigt, dann wird das Klebeband über das gesamte Kabel geführt, um eine Berührung mit dem Dämmmaterial zu vermeiden.

Kunststoffrohre werden vorab mit Folie beklebt, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten.

Zur Erhöhung der Wärmeabgabe können mehrere Kabel linear oder spiralförmig befestigt werden. Bei einer Spirale mit einer Steigung von 5 cm erhöht sich die Leiterlänge um das 1,7-fache im Verhältnis zur Länge des umfassten Wasserrohrs.

Die Installation eines Thermostats ermöglicht erhebliche Stromeinsparungen, da die Heizung erst bei Erreichen einer bestimmten Temperatur eingeschaltet wird. Als optimale Einschalttemperaturen gelten 3 bis 5 Grad Celsius.

Ein Heizkabel wird immer zusammen mit einer Wärmedämmung installiert, da sonst die Beheizung der Umgebung sehr teuer wird.

Zusätzlicher Schutz während der Montagephase

Für die Variante des Brunnens mit Verwendung einer Tauchpumpe wird vor längerer Stillstandszeit eine Konservierung des Systems durchgeführt. Dazu werden die Rohrleitungen mit Gefälle zur Wasserquelle verlegt, und das Rückschlagventil wird am Ausgang des Förderrohrs aus dem Schacht installiert.

Nach dem Abschalten der Pumpe wird diese zusammen mit den Zuleitungsrohren aus dem Schacht entnommen, und das Wasser fließt von selbst in das Bohrloch zurück. Bei dieser Methode ist es wünschenswert, dass keine “Taschen” vorhanden sind, in denen Wasser stehen bleiben könnte. Ein Nachteil dieser Methode bei Verwendung von Metallrohren ist die erhöhte Korrosionsgeschwindigkeit des Metalls.

Eine der selten angewandten Methoden ist die Schaffung eines “Rohr-in-Rohr”-Systems, bei dem auf die Wasserleitung ein Rohr mit größerem Durchmesser aufgesetzt wird, das von außen isoliert wird. Der so gebildete Luftspalt dient als zusätzlicher Kälteschutz.

Wenn das äußere Rohr in den Keller des Hauses eingeführt wird und die Luftzirkulation zwischen dem Luftspalt und dem Keller gewährleistet ist, kann eine zusätzliche Beheizung der unterirdischen Wasserleitung erreicht werden.

Die Beheizung des Luftspalts durch die Temperatur des Technikraums ist eine der einfachsten Methoden, um Wärme in unmittelbarer Nähe des Wassers zu gewährleisten.

Eine weitere Möglichkeit ist die erzwungene Wasserzirkulation. Dazu muss ein zweites Rohr, das vom Keller zum Bohrloch führt, sowie ein System von Ventilen installiert werden, um die Wasserzufuhr entweder zum Haus oder in dieses Rohr umzuschalten.

Durch zeitgesteuertes Einschalten der Pumpe kann warmes Grundwasser in das System gepumpt und kaltes Wasser aus dem System in das Bohrloch abgepumpt werden. Diese Variante ist praktisch bei längerer Abwesenheit der Hausbesitzer, wenn kein Wasserverbrauch stattfindet.

Es gibt eine weit verbreitete Meinung, auch im Internet, dass man das Einfrieren von Wasser durch Erzeugung von Überdruck im System verhindern könne. Jedoch sinkt die Temperatur des Phasenübergangs von Wasser zu Eis nur um 1 Grad pro 130 Atmosphären statischen Drucks. Eine Wasserleitung zu bauen, die einen solchen Druck aushält, ist unrealistisch.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Einfache Dämmung der Wände und des Deckels des Kessons mit Styropor von innen:

Video #2. Einrichtung eines Bohrlochs mit Hilfe eines Kessons, mit Erläuterung der Dämmungsthematik:

Das Durchfrieren des Bohrlochs und der Wasserleitung birgt nicht nur die Gefahr der Unterbrechung der Wasserversorgung, sondern auch der Beschädigung von Ausrüstung und Systemkomponenten, deren Reparatur Geld und erheblichen Aufwand erfordert. Es ist besser, einmal eine qualitativ hochwertige Dämmung durchzuführen und für viele Jahre einen ständigen Zugang zu Wasser zu haben.

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