Es gibt heutzutage zwei Herausforderungen: Hitze und Starkregen. Starkregenereignisse, die es nicht erst seit Kurzem gibt, können dramatische Auswirkungen haben, wie immer mehr Beispiele dokumentieren. Schon 2014 führten versiegelte Flächen und ein ungewöhnlich starkes Regenereignis zur Überflutung ganzer Straßenzüge in Münster (Bild A). Weitere Beispiele ereigneten sich 2018 und 2021 in Wuppertal. Dabei kam es in einigen Gebieten Wuppertals zu Regenfluten, die über 100 l/m² in 90 Minuten brachten. Dieses Ereignis wurde auf dem Starkregenindex SRI12 nach Prof. Dr.-Ing. Theo G. Schmitt in der Kategorie 11 von 12 eingeordnet, also fast auf der höchsten Stufe (Bild B).
Bild: NonstopNews / 29. Juli 2014
Wie mit Regenwasser umgehen?
Hitzewellen, Starkregen und Stürme gehören zu den Folgen des Klimawandels und werden an Häufigkeit und Intensität sogar noch zunehmen. Dies ist aufgrund der globalen Erwärmung eine einfache physikalische Gesetzmäßigkeit, da warme Luft mehr Energie und Wasser aufnehmen kann. Als Grundregel gilt: Eine um ein Grad wärmere Atmosphäre kann rund 7 % mehr Wasser aufnehmen. Das besagt die sogenannte Clausius-Clapeyron-Gleichung. Daraus lässt sich ableiten, dass auch die „normalen“ Niederschläge in der gleichen Größenordnung intensiver werden.
Das Bayerische Landesamt für Umwelt hat beispielsweise einen Maßnahmenkatalog erstellt und empfiehlt in der Publikation „Naturnaher Umgang mit Regenwasser – Verdunstung und Versickerung statt Ableitung“ aus der Reihe „UmweltWissen – Wasser“ unterschiedliche Lösungsansätze. Dazu zählen unter anderem Versickerung und oberirdische Sammlung von Regenwasser auf Grünflächen, die Regenwasserrückhaltung auf begrünten Flachdächern oder Carports sowie die Regenwassernutzung im Haus und Garten (Bild C). Hier bietet sich gerade dem Sanitärhandwerk eine Chance, seine Kunden für die Nutzung von Regenwasser zu sensibilisieren und gleichzeitig sich selbst ein neues Geschäftsfeld zu erschließen.
Denn es ist höchste Zeit, ein neues Bewusstsein für den naturnahen Umgang mit Regenwasser zu schaffen und Flächen zu entsiegeln, etwa durch Rasengittersteine für Parkflächen. So bekommt das Regenwasser die Möglichkeit, in den Grund zu sickern und im Idealfall auf die Grundwasserebene zu gelangen. Es gibt auch eine Reihe von Möglichkeiten, das Regenwasser verdunsten zu lassen, in den Boden rückzuführen oder zeitverzögert in die öffentliche Kanalisation einzuleiten, um die Kommunen zu entlasten. Alle Lösungen haben das Ziel, die Gefahr der Überschwemmungen zu minimieren. Wichtig ist, dass das Regenwasser nicht direkt in Flüsse oder in die Kanalisation der Kommunen geleitet wird.
Bild: www.abwassernetzwerk-rheinland.nrw / 2019
Bild: Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bild: Bauder
Begrüntes Dach als Wasser- und Klimawächter
Die Retention – also die Rückhaltung von Regenwasser – auf dem Flachdach ist in doppelter Weise sinnvoll. Dabei spielt das begrünte Dach eine entscheidende Rolle. In Starkregenzeiten wird das Wasser nur verzögert an die dann oft überlastete Kanalisation abgegeben, während in den Trockenperioden die Rückhaltung des Wassers der Bepflanzung und dem Stadtklima zugutekommt.
Ein Gründach wirkt ebenfalls der Hitzeentwicklung entgegen. Ein „nacktes“ Bitumendach etwa kann sich in der prallen Sonne auf bis zu 80 °C aufheizen. Im Vergleich dazu weist ein begrüntes Dach eine Oberflächentemperatur von lediglich etwa 30 °C auf. Durch die Verdunstung und die dadurch erzeugte Verdunstungskälte ist eine Reduzierung der Umgebungslufttemperatur um ca. 1,5 K möglich. Zudem ist ein Gründach in der Lage, Feinstaub und CO2 zu binden.
Ein begrüntes Dach kann also helfen, die Auswirkungen der beiden Extremereignisse Hitze und Starkregen abzumildern, wenn das Regenwasser gezielt in der Begrünung bzw. im Schichtenaufbau zurückgehalten wird. Dafür gibt es im Prinzip zwei Ansätze.
Eine Möglichkeit ist, den Aufbau des Gründaches als eine Art Schwamm zu nutzen (Bild D). Hierbei folgt der Betonunterkonstruktion mit der Dampfsperre und der Wärmedämmung die Abdichtung. Auf der Schutzlage über der Abdichtung wird ein Sedum eingesetzt, ein Material, das viel Wasser aufnehmen kann. Den Abschluss oben bildet dann die Begrünung.
Die Alternative bildet der Einsatz von Retentionsboxen, die sich durch ein hohes Speichervolumen auszeichnen (Bild E). Auf gefällelosen begrünten oder mit Plattenbelag versehenen Dächern können Retentionsboxen je nach Ausführung erhebliche Mengen an Regenwasser zurückhalten und verzögert in die Kanalisation einleiten. Eine zeitgemäße Lösung, weil immer mehr Kommunen mit Einleitbeschränkungen auf die häufigen Starkregenereignisse reagieren.
Bauder
Bild: Bauder
Systemlösungen für Gründächer
Retentionsdächer sind geradezu prädestiniert, Wasser temporär aufzunehmen, zwischenzuspeichern und dem natürlichen Wasserkreislauf über Verdunstung zurückzugeben. Einen zeitgemäßen Ansatz, Retention ganzheitlich und systematisch zu realisieren, bietet beispielsweise der Hersteller Sita mit einer Kombination aus Berechnungsservice und geprüften Produkten. Hierbei stehen, je nach örtlicher Gegebenheit, zwei Systemlösungen zur Wahl.
Zunächst gibt es fixe Abflusswächter (Bild F). Je nach gewünschter Entschleunigung der Entwässerung verfügen die Bauteile über ein oder mehrere Perforationen in der Grundplatte des Drosselmoduls. Diese Perforationen werden werksseitig in die Grundplatte eingebracht. Wie viele, das wird durch individuelle Objektberechnungen ermittelt. Die einmal definierte Einstellung ist dann für die Zukunft fixiert.
Flexible Abflusswächter (Bild G) bieten hingegen mehr Flexibilität, da ihre skalierbare Einstellscheibe auf der Baustelle exakt auf die von der Kommune erlaubte Abflussmenge eingestellt werden kann. So lässt sich die Wassermenge, die am Standort in die Kanalisation eingeleitet werden darf, mit einem Dreh des Einstellschiebers justieren. Sollten sich die Regenereignisse am Standort oder die kommunalen Vorgaben extrem verändern, kann dieses Retentionsbauteil ohne großen Aufwand nachjustiert werden.
Bild: Sita
Bild: Sita
Interims-Berechnungsverfahren
Starkregen, der zu unkontrollierbaren Hochwasser- und Überflutungsereignissen führt, hat immer häufiger dramatische Folgen. Diese belasten nicht nur die Menschen, sondern auch den Bund, die Länder, die Kommunen und letztendlich auch die Versicherungen. Es werden zunehmend Forderungen laut, das Thema Regenwasserrückhaltung in die Normenwelt einfließen zu lassen. Schon 2019 veröffentlichte die Internationale Organisation für Normung (ISO), eine Vereinigung von Normungsorganisationen aus aller Welt, eine erste internationale Norm zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Die ISO 14090 ist iterativ angelegt und unterstützt kontinuierliche Lern- und Verbesserungsprozesse.
Noch gibt es kein normiertes Berechnungsverfahren für die Regenwasserrückhaltung auf Dächern. Um aber den Nachfragen aus der Praxis gerecht zu werden, entwickelte das Unternehmen Sita ein an die DIN angelehntes Berechnungsverfahren. Das Verfahren ist noch nicht normiert, aber praxisorientiert. „Wir gehen von der behördlichen Einleitbeschränkung aus und haben eine Regenwasserrückhaltung auf dem Dach. Das Dach wird als 0°-Dach ausgeführt, also ist es gegebenenfalls eine Sonderkonstruktion nach den Flachdachrichtlinien und der DIN 18531“, erläutert Carsten Meier, Anwendungstechniker bei Sita.
Im Abschnitt 2.2 der Flachdachrichtlinie (Dachneigung, Gefälle) heißt es: (2) Gefällelose Flächen können in begründeten Fällen geplant und ausgeführt werden. Beispielhaft gelten als begründete Fälle:
Die besonderen Anforderungen von Abschnitt 2.3.4 und Abschnitt 3.6 sind zu berücksichtigen.
Und in der DIN 18531 steht: „Pkt. 6.3.2.1 Anwendungsklasse K1: Dächer der Anwendungsklasse K1 können auch ohne Gefälle geplant werden, wenn die Auswahl der Abdichtung die Anforderungen der Anwendungsklasse K2 erfüllt.“
Die Komplexität der Thematik und die doch sehr vielschichtigen Interpretationen legen nahe, dass bei der Planung geprüft und entschieden werden muss, ob bei einem Projekt die Anforderungen an ein gefälleloses Dach gemäß der Flachdachrichtlinie und/oder der DIN 18531 erfüllt sind.
Zu den Voraussetzungen für Retention bei Einleitbeschränkungen gehören:
Bei Kostra handelt es sich um den Starkregenkatalog, der seit Jahrzehnten vom Deutschen Wetterdienst (DWD) herausgegeben wird. Der Begriff Kostra steht für „Koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung und -auswertung“. Kostra-DWD-2020 basiert, wie auch die Vorgängerversion, auf einer koordinierten Starkregenauswertung aller Bundesländer. Der neue Datensatz ist seit Januar 2023 gültig.
Sita nutzt die Regendaten standortbezogen, um das größtmögliche Regenrückhaltevolumen zu errechnen. Die Berechnung geht über alle Dauerstufen von fünf Minuten bis zu sieben Tagen. Dabei beziehen sich alle Berechnungen immer auf den Jahrhundertregen. Aus allen diesen Daten ergibt sich die Größe der Retentionsbox und die Höhe, bis zu der sich das Wasser anstaut.
Ein lehrreiches Praxisbeispiel
Auch die besten Bauteile müssen sinnvoll verbaut werden. Und immer muss auch auf die Natur geachtet werden. Das zeigt ein Praxisbeispiel, bei dem ein Gründach als Retentionsdach ausgeführt wurde. Zur Regenrückhaltung kamen Retentionsboxen und Dachabläufe (SitaRetention Fix) zum Einsatz. Kurz nach Inbetriebnahme wurde reklamiert, dass die Notentwässerung permanent das Niederschlagswasser abführte, obwohl es bis dato zu keinem Starkregenereignis gekommen war.
Bei der Ursachenforschung wurde festgestellt, dass sich im Gründachschacht eine Moosansammlung gebildet hatte, die auch den Ablauf des Retentionsbauteils verstopfte. Es stellte sich heraus, dass ein offener Rost bei einer Begrünung nicht die beste Lösung ist, weil er durch die UV-Exposition die Chlorophyllbildung fördert (Bild H).
Die Empfehlung lautete, im System zu bleiben, aber die Haupt- und Notentwässerung getrennt voneinander in jeweils einem eigenen Gründachschacht unterzubringen. Denn der Schutz vor Vermoosung, Veralgung und dem Eintrag von Fremdkörpern ist für die planmäßige Retentionsfunktion besonders wichtig. Daher wurde jeder Gründachschacht mit einer geschlossenen Abschlussplatte gedeckelt, die den Lichteinfall und damit die Moosbildung im Bereich des Retentionsbauteils und des Gullys verhindert. Schmutz wird so zurückgehalten und der Einlauf bleibt zur Zufriedenheit des Bauherrn frei (Bild I).
Bild: Sita
Fazit: Ohne Risiko keine Chance?
Retentionsentwässerung ist ein wichtiger Baustein für das städtische und kommunale Regenwassermanagement. Eine Chance, den Wasserkreislauf aus Verdunstung, Versickerung und Abfluss intelligent wiederherzustellen. Als wohltuender Nebeneffekt in überhitzten Städten kommt es überdies zu einer Reduzierung der Umgebungslufttemperatur.
Allerdings ist die noch recht junge Retentionsentwässerung auch mit einem gewissen Risiko verbunden. Eine Retentionsentwässerung gilt immer noch als Sonderkonstruktion, die besondere Sorgfalt und Expertise bei Planung, Bemessung und Ausführung erfordert. Bei falscher Planung und Ausführung besteht sogar das Risiko eines Dacheinsturzes, verursacht durch die zusätzliche Wasserlast. Gegebenenfalls müssen auch höhere Baukosten und der Folgeaufwand für Inspektion und Wartung des Dachs und der Rohrleitungen in die Kosten-Nutzen-Rechnung einfließen.
Für die Zukunft zeichnet sich jedoch ein Trend pro Retention ab. Denn es handelt sich hier auch um eine Investition in den Klimaschutz und einen Beitrag, eine lebenswerte Umwelt für zukünftige Generationen mitzugestalten. Hier ist jeder gefordert, Chancen zu entdecken und zu nutzen.
Bilder: Sita
Weitere Infos auf www.sbz-online.de
Neugierig geworden? Mehr rund um das Thema Regenwassernutzung und Regenwasserbewirtschaftung erfahren Sie in unserem Online-Dossier unter:
www.bit.ly/sbz_regen
Autor
Bild: Sita
