17. August 2021, 21:28 Uhr

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Wasser in die Städte zu befördern, war in der Menschheitsgeschichte seit jeher eine der wichtigsten Aufgaben der Ingenieurskunst.
17. August 2021, 21:28 Uhr
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Im Maschinenhaus im Grünberger Brunnental dreht sich das Mühlrad, mit dessen Hilfe das Wasser in die Stadt hinauf gepumpt wurde. ARCHIVFOTO: TB

Wie kommt das Wasser vom Tal auf den Berg?

Als vor 800 Jahren die Stadt Grünberg gegründet wurde, war sie aufgrund ihrer Lage auf dem Berg zwar gut gegen jedwede Angriffe zu verteidigen, es gab aber erhebliche Probleme mit der Wasserversorgung. Im Brunnental unterhalb der Stadt gab es zwar jede Menge guten Wassers, es musste aber von dort gut 50 Meter hoch von Wasserträgern oder Lasttieren in die Stadt transportiert werden. Eine wirklich mühselige Arbeit. Daher beauftragte die Stadt vor gut 600 Jahren den Fritzlarer Domherren Heinrich von Hatzfeld, eine Anlage zu bauen, mit der Wasser aus dem Brunnental in die Stadt befördert werden konnte. Das war die Grünberger Wasserkunst, eine der ältesten Anlagen dieser Art in Deutschland.

Die zahlreichen Quellen des Brunnentales speisen zwei Teiche, die etwa 50 m unterhalb der Stadt liegen. Aus den Teichen fließt das Wasser noch einmal 5 Meter tiefer in abfließende Bäche. Heinrich von Hatzfeld überlegte Folgendes: Wenn ich keine Reibungsverluste einberechne, dann kann ich z. B. 4 Liter Wasser aus den Teichen 5 Meter tief fallen lassen (Höhenunterschied zwischen Teich und Bach) und mit dieser Energie an anderer Stelle 4 Liter Wasser wieder 5 Meter hochpumpen. Das wäre zwar für praktische Zwecke ziemlich unsinnig, physikalisch aber korrekt. Ich kann mit derselben fallenden Wassermenge aber auch 2 Liter Wasser 10 Meter hochpumpen oder 1 Liter 20 Meter hoch usw. Das Produkt aus Wassermenge und Pumphöhe ist dabei immer konstant.

Daraufhin baute er eine »Wasserkunst«, die genau das ausnutzte. Er ließ Wasser aus den Quellteichen aus einer Fallhöhe von etwa 5 Metern über ein Wasserrad laufen, das eine Pumpe antrieb, die das Wasser 50 Meter hoch in die Stadt pumpte. Ohne Einbeziehung von Verlusten hätte er somit 10-mal mehr Wasser zum Antrieb gebraucht als die nach oben geförderte Wassermenge. Tatsächlich aber gab es aufgrund der Pump-Konstruktion erhebliche Reibungsverluste, fast 90 %. Um diese auszugleichen, brauchte er also nochmals 10-mal mehr Antriebswasser, sodass insgesamt mehr als das 100-Fache an Wassermenge zum Antrieb benötigt wurde als die Menge, die die Stadt erreichte.

Man kann auch die für das Pumpen notwendige Leistung (Energie pro Zeit) ausrechnen. Für das Anheben von 1 Liter Wasser pro Sekunde auf 1 Meter Höhe braucht man eine Leistung von 10 Watt. Die Grünberger Wasserkunst brachte etwa 0,1 Liter pro Sekunde 50 Meter hoch in die Stadt, d. h. es war (ohne Verluste) eine Leistung von 50 Watt notwendig. Unter Einbeziehung der Verluste von 90 % musste die Anlage eine Leistung von etwa 500 W erbringen. Aus heutiger Sicht eine Kleinigkeit, damals aber ein großer Fortschritt.

Die Wasserversorgung funktionierte bis Ende des 19. Jahrhunderts immer nach dem gleichen mechanischen Prinzip. Die Anlage von 1854 mit einer Fördermenge von 1 Liter pro Sekunde kann noch heute im Brunnental besichtigt werden. Für die Grünberger bedeutete die mittelalterliche Wasserkunst eine gewaltige technische Errungenschaft. Froh und glücklich waren sie, von da an ohne eigene Kraftanstrengung und nur durch Technik ständig fließendes frisches Quellwasser in der Stadt zu haben.

Prof. Breckow ist Experte für Medizinische Physik und Strahlenschutz an der THM Gießen.



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