Ernst & Sohn Sonderheft Regenwasser-Management by Ernst & Sohn

2016 Ernst & Sohn Special Mai 2016 A 61029

RegenwasserManagement Dezentrale Regenwassermaßnahmen für Gebäude, Grundstücke und Verkehrsflächen

– Innovationen im Regenwasser-Management für private und ö ffentlichen Bauprojekte – Alternative Nutzung von Dächern und Regenauffangflächen z. B. Dachbegrünung etc. – Wasserrecycling / Regenwasser- und Grauwassernutzung – Regenwasserspeicher aus Beton, Stahl und Kunststoff – Versickerungs- und Rückhaltesysteme – Software zur Regenwassernutzung

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Tagung

15. RegenwasserTage

Tagung mit begleitender Fachausstellung 5. – 6. Juli 2016, Darmstadt Aus dem Inhalt Die Ableitung, Behandlung und Bewirtschaftung von Niederschlagswasser nehmen im politischen Raum eine hohe Wertigkeit ein. Dies geschieht auch im Hinblick auf die Anforderungen der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL), eine Verschlechterung des Zustandes der Gewässer zu vermeiden. Hinzu kommen Veränderungen in der Regenintensität durch den Klimawandel, was in entsprechenden Beiträgen behandelt werden wird. Das von der DWA angebotene Programm der 15. RegenwasserTage in Darmstadt soll einen Überblick über die Entwicklungen und den derzeitigen Stand beim Umgang mit Regenwasser bieten. Dazu wird über Erfahrungen aus geplanten und realisierten Projekten berichtet und diskutiert. Neben Aspekten des Risikomanagements bei Überflutungen in urbanen Gebieten werden technische Lösungen aus dem überarbeiteten DWA-Regelwerk zur Regenwasserbehandlung vorgetragen. Das Vortragsprogramm der 15. RegenwasserTage wird durch eine Präsentation neuer Entwicklungen einschlägiger Anbieter einschließlich einer begleitenden Fachausstellung ergänzt. Zielgruppe Mitarbeiter aus Behörden, Kommunen und Verbänden, Hochschulen und Ingenieurbüros.

Fax-Antwort: +49 2242 872-135 Hiermit melde ich mich verbindlich zur Tagung „15. RegenwasserTage“ am 5. – 6. Juli 2016, Darmstadt an (10ES015/16). Anmeldebestätigung:

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Foto: Rainer Sturm/pixelio.de

Leitung Dr.-Ing. Arno Grau, Frankfurt a. M. Prof. Dr.-Ing. Max Dohmann, Aachen Teilnahmegebühren DWA-Mitglieder/Nichtmitglieder

Dauerkarte: Tageskarte 05.07.2016: Tageskarte 06.07.2016:

570 €/690 € 370 €/450 € 370 €/450 €

Inkl. Tagungsunterlagen und Verpflegung. Mitglieder der DACH-Kooperationspartner (ÖWAV, SWV und VSA) und des BWK erhalten Mitgliedspreise. Preise für Studenten und Pensionäre auf Anfrage. Preisänderungen und Irrtümer vorbehalten. Veranstaltungsort/Übernachtung Maritim Konferenzhotel Darmstadt Rheinstraße 105 · 64295 Darmstadt · Tel.: 06151/303125 E-Mail: meeting.dar@maritim.de Weitere Informationen Frau Sarah Heimann: +49 2242 872-192 · heimann@dwa.de

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DWA . Theodor-Heuss-Allee 17 . 53773 Hennef . Deutschland . Tel.: +49 2242 872-222 . E-Mail: bildung@dwa.de . Internet: www.dwa.de

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Ernst & Sohn

Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) Frau Sarah Heimann Theodor-Heuss-Allee 17 53773 Hennef

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Editorial

Warum Regenwassernutzung? Bei dem Thema Regenwassernutzung in Deutschland scheiden sich immer noch die Geister – warum eigentlich? Das Thema Verschmutzung müsste eigentlich vom Tisch sein. Vor 30 Jahren hatten wir noch Pro bleme mit zu viel Schwefelgasen in der Luft. Für Emission jeglicher Art sind Filter vorgeschrieben, die moderne Anlagentechnik in der Regenwassernutzung erledigt den Rest. Bleibt also nur über Sinn oder Widersinn der Regenwasser nutzung nachzudenken. Trinkwasser müssen wir in unserem wasserreichen Deutschland nicht sparen. Trotzdem kann der Einfamilien hausbesitzer sparen, denn immer noch ist die Abwasserge bühr an die verbrauchte Menge Trinkwasser gekoppelt, auch wenn mit dem Trinkwasser der Garten gegossen wird und somit kein Abwasser in die Kanalisation geleitet wird. Und der Trend zum eigenen Anbau von Gemüse (urban farming) oder der Wellnesscharakter des eigenen Grüns, die Oase funktion des Gartens und öffentlicher Grünflächen schreitet fort. Deshalb ist der erste Schritt in die Regenwassernutzung über die Gartenbewässerung, die Nutzung im Haus für die Toilettenspülung und Waschmaschine ergibt sich dann. Ein Garten braucht in trockenen Sommerzeiten über 35 l/m2 und Woche, da kommt schnell was zusammen. Die Klima veränderung bewirkt auch einen Wechsel der Niederschlags art. Einen andauernden Nieselregen kennen wir kaum noch, eher bereiten uns heftige Gewitterniederschläge Probleme. In kürzester Zeit stehen Straßen und Keller unter Wasser. Untersuchungen der HafenCity Universität Hamburg (HCU) zeigen hier den positiven Effekt von Regenwasser zisternen auf, sie puffern die Spitzen der Starkregenereig nisse ab. Gerade diese kurzen, aber heftigen Regenereig nisse zeigen unsere Grenzen auf, und daran ist nicht die zu gering dimensionierte Kanalisation Schuld, sondern die „Unfähigkeit“ der Gullys, diese Wassermassen in der kur zen Zeit aufzunehmen. Würde jedes Gebäude sein Dach wasser in eine Zisterne entwässern, würden die Nieder schlagsspitzen abgepuffert werden, mit der Folge, dass es zu weniger Schäden kommen würde. Die Zisternenbesitzer freuen sich über diese Niederschläge, können sie dann doch wieder ihre Pflanzen ruhigen Gewissens wässern, ohne auf wendig aufbereitetes Trinkwasser dafür einzusetzen. Die Fachleute der Deutschen Gesellschaft für nachhal tiges Bauen (DGNB) haben dies auch erkannt und beloh nen sinnvolle Lösungen, die den natürlichen Wasserkreis läufen nachempfunden sind. In Stadtquartieren werden z. B. Systeme gefördert, die das Regenwasser der versiegel ten Flächen in Großbehältern oder offenen Gewässern sammeln. Nicht nur, dass dieses Wasser als Löschwasserbe vorratung dient, es wird auch für die großflächige Bewässe rung der Grünanlagen genutzt. Diese dienen der Erholung und Entspannung der Bevölkerung, haben aber auch posi tive Wirkung auf das Stadtklima. Das Ausbringen des ge sammelten Regenwassers in regelmäßigen Abständen und

vor allem bei größerer Hitze bzw. Trockenheit wirkt sich temperatursenkend aus, Feinstaub wird gebunden, die Bäume haben durch das Mehr an Wasser kräftigeres Laub und eine höhere Assimilation, sprich es wird mehr CO2 gebunden und mehr Sauerstoff erzeugt. Um diese dezentralen Maßnahmen in Zukunft durch zuführen, ist ein Umdenken in der Planung erforderlich. In den Gebäuden müssen die Rohrleitungen bereits zweckge mäß geplant und installiert werden. Im Versorgungsbereich trennt man die trinkwasserführenden von den Betriebswas serleitungen. Das Argument, dass dies alles viel zu teuer ist, da ein doppeltes Leitungssystem installiert werden muss, ist veraltet. Wie viele Gebäude werden gerade mit doppelten Leitungen ausgestattet, um eine Rückspülung der Leitun gen zu bewerkstelligen. Hier geht es ja auch! Im Bereich der Entsorgung findet auch ein Umdenken statt. Die Trennung von Fäkalien und Urin ist vielleicht noch etwas utopisch, wird sich aber in Zukunft nicht ver meiden lassen. Die Trennung der Stoffströme zur Rückge winnung wertvoller Inhaltsstoffe (Harnstoff, Phosphor) muss weiter erforscht und realisiert werden. Unsere Dün gerreserven sind in absehbarer Zeit erschöpft und müssen dringend durch Recyclingprozesse gestützt werden. Dage gen ist die Trennung des Abwassers in Schwarz und Grau wasser eigentlich ein Muss. Nicht nur, dass leicht ver schmutztes Grauwasser, also Abwasser, dass fäkalienfrei ist, relativ einfach in Betriebswasser gewandelt werden kann, das für die Toilettenspülung und die Gartenbewässe rung eingesetzt wird, sondern, dass die darin enthaltene Energie weiter verwertet wird. Unser Duschwasser verliert z. B. nur ganz gering an der ursprünglichen Temperatur und fließt einfach ab ins Schmutzwasser. Diese Wärme wäre allerdings für die Vorerwärmung von Brauchwasser nutz bar. Bis zu 20 % der Energiekosten für die Warmwasserbe reitung ließen sich so einsparen. Es wäre wünschenswert, wenn sich Politik und Fach leute mehr mit diesen Themenbereichen auseinanderset zen. Sie bergen ein enormes Potential, um auf die Klimaver änderungen zu reagieren und unser Ziel, die CO2-Bilanz zu optimieren. Insbesondere die Regenwassernutzung wird in ihren Möglichkeiten unterschätzt. Sie verdient mehr Auf merksamkeit, da ihr Potential nicht in der Vorteilhaftigkeit für den Einzelnen liegt, sondern, wenn sie von allen einge setzt wird. Die Regenwassernutzung ist ein wirkungsvolles Instrument, die Probleme, die der Klimawandel mit sich bringt, zu managen.

Anja Schumann Vizepräsidentin der Fachvereinigung für Betriebsund Regenwassernutzung e.V.

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Inhalt

Der Wasserkreislauf des Niederschlagswassers soll geschlossen werden, auch im Siedlungsgebiet. Doch mitgeführte Schadstoffe aus dem Oberflächenabfluss gehören nicht ins Grundwasser. Bei kleinen Bauvorhaben ist der bewachsene Oberboden einer Sickermulde die geeignete Maßnahme. Bei großen Objekten in Industrie und Gewerbe sind die dafür zusätzlich erforderlichen Grünflächen oft nicht ausreichend vorhanden. Hier darf die Regenwasserbehandlung alternativ nach DIBt-geprüften, für die Einleitung in Gewässer maßgeblichen Kriterien erfolgen. Idealerweise beginnt dies bereits oberflächennah in Kastenrinnen. Dezentrale Versickerung und Retention mit verzögerter Ableitung kann Flächen sparend im Untergrund stattfinden. Dafür stehen LKW befahrbare, statisch sichere Rigolentunnel zur Verfügung. (Foto: Birco, siehe Beitrag S. 6–10)

Special 2016 RegenwasserManagement

EDITORIAL Anja Schumann 03 Warum Regenwassernutzung? Bei dem Thema Regenwassernutzung in Deutschland scheiden sich immer noch die Geister – warum eigentlich?

VERSICKERN 06 Unterirdische Versickerung mit statischer Versicherung Rigolentunnel für Industrie und Gewerbe als Flächen sparende Regenwasserbewirtschaftung 10

Industriebetrieb darf belastetes Oberflächenwasser versickern Substratfilter reinigt Niederschlagswasser von Verkehrsflächen in drei Stufen

Flachtank für Großanlagen Große Speicher – wirtschaftlich effizient, ökologisch sinnvoll

BEHANDELN 15 Wasserreinigung mit Rinnenfiltersystem: Reicht eine Laborprüfung für die Beurteilung dezentraler Behandlungsanlagen? Wissenschaftliche Erkenntnisse über Filterverhalten unter realen Bedingungen mit saisonalen Umwelteinflüssen 19 Effizient: Pflastersystem reinigt Straßenabwasser Durchlässige Pflasterbeläge mit Schadstoff-Rückhalt als höchst effiziente Methode der dezentralen Regenwasserbehandlung 20 Plus-Punkt für die Sedimentation: SediPoint Regenwasserreinigung auf engstem Raum Ernst & Sohn Special 2016 Regenwasser-Management A61029 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße 21 D-10245 Berlin Telefon: (030) 4 70 31-200 Fax: (030) 4 70 31-270 info@ernst-und-sohn.de www.ernst-und-sohn.de

Wärmerückgewinnung aus häuslichem Abwasser Ideale Voraussetzungen im dezentralen Bereich

NUTZEN 27 Nutzung der freien DWD-Stations- und Radardaten für das eigene Bewirtschaftungsgebiet in dem Messdatenmanagementsystem (MDMS) „AquaZIS“ 30

Nachhaltiges dezentrales Regenwassermanagement Regenwassernutzung in drei Phasen

Professionelles Wassermanagement

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Inhalt

(Foto: Birco)

(Foto: Hauraton)

RETENTION 35 Rückhalt, Abflussverzögerung, Speicherung – Regenwassermanagement auf dem (begrünten) Dach Regenwasserbewirtschaftung mit Dachbegrünung heute und morgen 38

Dachaufbau reduziert Hochwassergefahr Das neue Retentions-Gründach von ZinCo

15 Jahre DWA-Regenwassertage Lösungen für den Umgang mit Niederschlägen

Neubau eines Logistikzentrums beim Abfallzweckverband Rhein-Mosel-Eifel Regenrückhaltung in FBS-Qualität

ROHR- UND DICHTUNGSSYSTEME 47

DOYMA mit drei neuen Dichtungssystemen

ekordverdächtige Sanierung des verrohrten Linner Mühlenbaches R GFK-Kurzrohr-Relining in Krefeld

Initiative Verantwortung Wasser und Umwelt mit neuer Studie

IMPRESSUM

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Versickern

Unterirdische Versickerung mit statischer Versicherung Rigolentunnel für Industrie und Gewerbe als Flächen sparende Regenwasserbewirtschaftung Der Wasserkreislauf des Niederschlagswassers soll geschlossen werden, auch im Siedlungsgebiet. Doch mitgeführte Schadstoffe aus dem Oberflächenabfluss gehören nicht ins Grundwasser. Bei kleinen Bauvorhaben ist der bewachsene Oberboden einer Sicker mulde die geeignete Maßnahme. Bei großen Objekten in Industrie und Gewerbe sind die dafür zusätzlich erforderlichen Grünflächen oft nicht ausreichend vorhanden. Hier darf die Regenwasserbe handlung alternativ nach DIBt geprüften, für die Einleitung in Ge wässer maßgeblichen Kriterien erfolgen. Idealerweise beginnt dies bereits oberflächennah in Kastenrinnen. Dezentrale Ver sickerung und Retention mit verzögerter Ableitung kann Flächen sparend im Untergrund stattfinden. Dafür stehen LKW-befahrbare, statisch sichere Rigolentunnel zur Verfügung. Kundenparkplätze, LKW-Zufahrten, Ladezonen und andere Freiflächen in Industriegebieten müssen befestigt sein. Gewerbegrundstücke sind in der Regel groß, meist fehlt für die oberflächige Versickerung des Regenwassers in aus gedehnten bewachsenen Sickermulden dennoch der Platz. Was tun? Laut Wasserhaushaltsgesetz, Landeswassergesetzen, regionalen Verordnungen und örtlichen Satzungen muss Niederschlagswasser nach dem Stand der Technik ortsnah in Gewässer (Grundwasser oder Oberflächengewässer) eingeleitet werden, gegebenenfalls gedrosselt bzw. gereinigt. Nach den technischen Regeln werden Schadstoff rückhalt und maximaler Volumenstrom als so genannte Immissionsanforderungen der Gewässer den Emissionen aus der unmittelbaren Umgebung gegenübergestellt und daraus die erforderlichen Behandlungsmaßnahmen abgeleitet.

Bild 2. Verkehrsflächen, die wasserundurchlässig hergestellt wurden, benötigen eine Ableitung des Oberflächenwassers. Laut Wasserhaushaltsgesetz 2009 muss diese vorrangig in ein Gewässer erfolgen – allerdings nach entsprechender Reinigung. Fehlen Grünflächen für Sickermulden, bietet sich die Kombination von Kastenrinnen mit integrierter Regenwasserbehandlung und nachfolgender unterirdischer Versickerung an.

Ist z. B. wegen ungünstiger Bodenbeschaffenheit eine Versickerung nicht möglich, wird die Ableitung in den Regenkanal Richtung Oberflächengewässer als Option geprüft –

so geschehen beim Bau der neuen Produktionshalle der Bitzer Kühlmaschinen GmbH in Schkeuditz bei Leipzig. Das Drosseln des Regenabflusses auf 56 l/s ist erforderlich, um die Trennkanalisation nicht zu überlasten. Die Planer ermittelten den Bedarf von 100 m3 Retentionsvolumen für 10.000 m2 Dach- und Verkehrsfläche. Um Flächen zu sparen, kam hier das vom DIBt zugelassene System BIRCORigolentunnel von StormTech® zum Einsatz. Es eignet sich gleichermaßen für die unterirdische Retention bei Versickerung und, wie hier in Schkeuditz, für die unterirdische Retention bei gedrosselter Ableitung. Da die Fläche darüber als Feuerwehrzufahrt dient, ist bei diesem Objekt die Belastbarkeit der Tunnelkammern besonders wichtig. Diese sind für SLW 60 ausgelegt, entsprechend der bis 2003 gültigen DIN 1072 für Straßen- und Wegbrücken – gleichbedeutend mit der höchsten Brücken-

Bild 1. Auch Starkniederschläge sollen dezentral versickert oder verzögert abgeleitet werden, so will es das Wasserhaushaltsgesetz. Um große Volumenströme unterirdisch zwischenzuspeichern, sind BIRCO Rigolentunnel von StormTech® ideal geeignet.

Bild 3. BIRCO Rigolentunnel von StormTech® bestehen aus gewölbeförmigen Versickerungskörpern. Sie sind stapelbar, dadurch brauchen sie bei der Lagerung und beim Transport rund zwei Drittel weniger Platz als andere Lösungen.

Retention durch Rigolentunnel, SLW 60 befahrbar

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Versickern

Bild 4. Bau der neuen Produktionshalle „Werk 2“ der Bitzer Kühlmaschinen GmbH in Schkeuditz bei Leipzig. Das Drosseln des Regenabflusses auf 56 l/s ist erforderlich, um die Trennkanalisation nicht zu überlasten. Die Planer ermittelten den Bedarf von 100 m 3 Retentionsvolumen für 10.000 m 2 Dachund Verkehrsfläche.

klasse 60/30, bei der neben gleichmäßig verteilten Flächenlasten jeweils ein Schwerlastwagen (SLW) von 60 t Gesamtlast auf der Hauptspur und von 30 t Gesamtlast auf der Nebenspur berücksichtigt ist. Das gilt unter Branchenkennern als „statische Versicherung“.

oder mehreren Reihen eingebaut, bilden sie die zentralen Bauteile von Regenwasser-Versickerungsanlagen oder, wie bei Bitzer in Schkeuditz, von Anlagen der Regenrückhaltung. Bei projektspezifischer Planung kommen noch Schächte, Verteilleitungen und umhüllende Geotextilien hinzu. Diese Komponenten können auch Produkte anderer Hersteller sein. „Für Funktion und statische Sicherheit der Rigolen gewährleisten wir allerdings nur, wenn der Einbau in Kombination mit einer bestimmten Sieblinie aus gebrochener grober Gesteinskörnung erfolgt“, sagt Marian Dürrschnabel, Produktmanager bei BIRCO in Baden-Baden. Der Grund: Dieses Verfüllmaterial übernimmt eine statisch-konstruktive Funktion und wirkt als zusätzlicher Speicherraum. Ansonsten gilt wie üblich: Allgemeine Hinweise für Planung, Dimensionierung und Bau von Versickerungsanlagen können dem Arbeitsblatt DWA-A 138 entnommen werden. Regenrückhalteräume werden im Arbeitsblatt DWA-A 117 geregelt. Zusätzlich sind die örtlichen Bestimmungen zu beachten. Weitere Information des Herstellers: Die geplante Mindestlebensdauer von Regenversickerungs- und Rückhalteanlagen mit Tunnel-Kammern, die entsprechend der Einbaurichtlinie installiert wurden, beträgt viele Jahrzehnte. Die Bauteile werden bei Typ SC aus Polyethylen (HDPE) bzw. bei Typ MC aus Polypropylen (PP) im Spritzgussverfahren hergestellt. Sie sind damit resistent gegen üblicherweise in Boden und Regenwasser enthaltene Chemikalien und Mikroorganismen. Um die Durchwurzelung der Anlage zu vermeiden, sollten Bäume mindestens 3 m Abstand haben, gegebenenfalls muss eine Wurzelschutz folie eingebaut werden. Das gilt sinngemäß auch für Sträucher.

Funktion und Einbau

BIRCO-Rigolentunnel von StormTech® bestehen aus gewölbeförmigen Versickerungskörpern. Sie sind stapelbar, dadurch brauchen sie bei der Lagerung und beim Transport ca. zwei Drittel weniger Platz als andere Lösungen. In einer

Durch den vollständig offenen Innenraum der Tunnelkammern verteilt sich das Wasser gleichmäßig. Bei Versickerungsanlagen kann es in der Sohle ungehindert entweichen. Innerhalb der Produktpalette sind für die Anwender die Serien SC-310, SC-740, MC-3500 und MC-4500 mit unterschiedlichen Kammergrößen erhältlich. Sie können so auf das am besten für die jeweilige Situation geeignete Modell zurückgreifen. Die größte Version der Rigolentunnel inklusive Schotter speichert bis zu 5,06 m3 Wasser bei

Bild 5. Unterirdisches Retentionssystem mit schwarzer PEHD-Folie, darauf Geotextilien und Schottermaterial als Grundlage für die BIRCO Rigolentunnel von StormTech ®.

Bild 6. BIRCO Rigolentunnel von StormTech® bilden in einer oder mehreren Reihen eingebaut die zentralen Bauteile von Regenwasser-Versickerungsanlagen oder, wie bei Bitzer in Schkeuditz, von Anlagen der Regenrückhaltung.

Anwendung und Material

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Versickern

Bild 7. Zwischen den normalen Rigolentunneln eine Sedimentationseinheit Isolator-Row, mit schwarzer Umhüllung durch Geotextilien. So lassen sich kostengünstig abfiltrierbare Stoffe (AFS) zurückhalten.

Bild 9. Belastungstest: Da die Fläche darüber als Feuerwehrzufahrt dient, ist bei diesem Objekt die Belastbarkeit der Tunnelkammern besonders wichtig. Diese sind für SLW 60 ausgelegt, entsprechend der bis 2003 gültigen DIN 1072 für Straßen- und Wegbrücken.

einer Kammerlänge von 2,3 m. Für die Retention und verzögerte Ableitung bei Bitzer in Schkeuditz war Typ SC-740 am besten geeignet. Vom Verarbeiter, der Süß Bau GmbH, gab es ein dickes Lob. „Wir sind ein auf Tief- und Straßenbau spezialisiertes Unternehmen. Wir haben weitere Spezialgebiete neben Trinkwasserleitungs- und Kanalbau. Hierzu gehört die Boden aufbereitung“, erläutert Erik Kathner, Bauleiter bei Süß Bau. „Die BIRCO-Tunnel von StormTech® haben ein sehr stabiles Material, sind gut einzubauen und lassen sich der Anleitung gemäß schnell verarbeiten.“ Das Preis-/Leistungsverhältnis von Einkauf und Verarbeitung der Tunnelkammern ist seines Erachtens sehr gut. Beim Verfüllmaterial hätte er gerne eine preiswertere als die vorgegebene Gesteinskörnung benutzt, weiß aber um die Bedeutung der Herstellervorgaben im Hinblick auf die Statik bzw. Befahrbarkeit. Ein bis zwei Arbeitskräfte reichen aus, um die Tunnel ohne Hilfsmittel zu bewegen. Darüber hinaus erleichtert

ein Stecksystem ohne Zusatzteile das Verlegen. Ebenso einfach verläuft der Anschluss von Zu- und Ableitungen: Der Rigolentunnel wird an der Endkappe in der passenden Nennweite angebohrt, die Rohrleitung eingeschoben. Dieses Verfahren spart Zeit und Kosten.

Bild 8. Durch den vollständig offenen Innenraum der Tunnelkammern verteilt sich das Wasser gleichmäßig. Bei Versickerungsanlagen kann es in der Sohle ungehindert entweichen. Die größte Version der Rigolentunnel inklusive Schotter speichert bis zu 5,06 m3 Wasser bei einer Kammerlänge von 2,3 m.

Bild 10. Ein bis zwei Arbeitskräfte reichen aus, um die StormTech®-Tunnel ohne Hilfsmittel zu bewegen. Verbindungsleitungen sind einfach zu montieren, die Tunnel-Endkappe wird in der passenden Nennweite angebohrt, die Rohrleitung eingeschoben und abgedichtet. Hier bei einer Versickerungs anlage in Valleiry/Frankreich. (Fotos: 1 u. 3–10 BIRCO, 2 König)

Sedimentation, first-flush Die Anlagen verfügen im Normalfall über eine sogenannte Isolator-Row, eine speziell für die Rigolen entwickelte Sedimentationseinheit, um kostengünstig abfiltrierbare Stoffe (AFS) zurückzuhalten. Dafür wird die erste Tunnelreihe nach dem Zulauf-/Kontrollschacht genutzt, die für Inspektionen und Wartung gut zugänglich ist. Sie unterscheidet sich von den übrigen Reihen nur durch die komplette Umhüllung mit Geotextilien, um eine Kolmation der Gesamtanlage zu vermeiden. Auf der Sohle des Sedimentationstunnels dient ein so genanntes Bändchengewebe als Filter

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medium und bietet eine dauerhafte Oberfläche gegen die Beanspruchungen bei der Wartung mit Kanalspültechnik. Eine regelmäßige Inspektion und Wartung ist wichtig, um die volle Funktion des Systems zu gewährleisten. Die Aufgabe des Sedimentationstunnels ist das Auffangen eines ersten Spülstoßes (first-flush). Darin ist die Mehrzahl der AFS enthalten. Der vorgelagerte Zulauf-/ Kontrollschacht sorgt nicht nur für den Zugang zur Isolator-Row, sondern enthält normalerweise auch eine Überlaufschwelle. Dem Spülstoß nachfolgende große Regenwassermengen sind relativ sauber. Sie würden die Kapazität des Sedimentationstunnels übersteigen, erreichen durch die Schwelle den Überlauf und, wie bei einem Bypass, durch ein Verteilungsrohr die normalen Rigolentunnel.

Inspektion, Kamerabefahrung Die Erstinspektion der Anlagen sollte mit fahrbarer Kamera unmittelbar nach Fertigstellen der Baumaßnahmen erfolgen. Dabei wird festgestellt, ob die Tunnelelemente planmäßig angeordnet und die Kammern frei von Fremdstoffen sind. Spätere Inspektionen bei Versickerungsanlagen können auf Schächte und Sedimentationseinheit (Isolator-Row) beschränkt werden. Bei Rückhaltesystemen wird zusätzlich geprüft, ob die Drosseleinrichtung freigängig und durchlässig ist. Die übrigen Teile der Anlage müssen nur inspiziert werden, wenn es Anzeichen für eine eingeschränkte Funktion gibt. Bei regulärer Inspektion wird die Dicke der Sedimentationsschicht auf der Sohle der Isolator-Row gemessen. Hierfür ist im Scheitel der Kammer ein Rohr angeordnet, durch das sich mit einem geeigneten Stab die Schichtdicke bestimmen lässt. Als erstes Inspektionsintervall werden 6 Monate empfohlen. Anschließend legen die Nutzer den Zeitpunkt der nächsten Reinigung selbst fest, ohne jedoch die maximal zulässigen Zeiträume nach DWA A-138 zu ignorieren. Eine Wartung bzw. Reinigung muss spätestens dann erfolgen, wenn die Schichtdicke des Sediments 70 mm übersteigt. Diese kann durch die Kombination mit vorgeschalteten Sedimentationsstufen der oberflächennahen Behandlungsanlagen BIRCOsed® und BIRCOpur® stark reduziert werden.

Wartung und Reinigung Die planmäßige Wartung der Anlagen umfasst das Reinigen der Isolator-Row von abgelagerten Stoffen und das Absaugen dieser Sedimente bzw. des Spülwassers aus dem Sandfang des angeschlossenen Zulaufschachtes. Die Inspektion kann mit geringem Aufwand von den Schächten oder Inspektionsöffnungen aus durchgeführt werden. Dabei sind die gültigen Regelwerke, wie beispielsweise Arbeitsschutz-Vorschriften für begehbare Schachtbauwerke, zu beachten. Bei Rückhaltesystemen wird zusätzlich der Drosselabfluss nach Herstellerangaben gereinigt – ebenso eventuell vorhandene Kontrollschächte und Vorreinigungsstufen, z. B. die Behandlungsanlagen BIRCOsed® und BIRCOpur®. Die Reinigung kann durch ortsansässige Fachfirmen ausgeführt werden. Dabei gelten an die Hochdruck-Reinigungsdüsen folgende Anforderungen:

Versickerungs-Software Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) hat den Versickerungs-Expert neu pro grammiert und auf den Markt gebracht. Die Software, die das Arbeitsblatt DWA-A 138 Planung, Bau und Betrieb von Anla gen zur Versickerung von Niederschlagswasser ergänzt, er leichtert die regelwerkskonforme Dimensionierung von Versi ckerungsmulden, Versickerungsbecken und anderen Versi ckerungsanlagen. Der Versickerungs-Expert ist mit einer modernen Benutzer oberfläche, zahlreichen Grafiken und farbigen Unterlegungen ausgestattet. Es besteht die Möglichkeit, Kostra-Regendaten einzulesen. Außerdem wurde das gleichnamige Arbeitsblatt über die Hilfe-Funktion so in die Software integriert, dass zu jedem Planungsschritt die theoretischen Grundlagen aufge rufen werden können. Quelle: DWA Pressemitteilung 07. 03. 2016

1. Die Düsen müssen über eine flache Unterseite verfügen, damit sie das in der Sohle ausgelegte Geotextil nicht beschädigen. 2. Die Düsenstrahlen müssen nach hinten orientiert sein, damit die Sedimente beim Zurückziehen der Düse in den Zulaufschacht gespült werden. 3. Der Spüldruck darf den Wert von 150 bar nicht übersteigen, um Beschädigungen an der Anlage zu vermeiden. Nach der Reinigung wird der Erfolg der Maßnahme durch Kamerabefahrung dokumentiert.

Niederschlagswasser im Kreislauf führen Mit dem BIRCO Rigolentunnel von StormTech® können Planer und Ausführende den natürlichen Wasserkreislauf wirkungsvoll wiederherstellen. Diese Rigolenart braucht im Gegensatz zu herkömmlichen Kiesrigolen wesentlich weniger Aushub. Im Vergleich zu Muldensystemen befindet sich das Speichervolumen unterirdisch, somit kann die Ober fläche anderweitig genutzt werden. Praktisch: Die kompakten oberflächennahen Regenwasserbehandlungsanlagen BIRCOpur® und BIRCOsed® lassen sich mit der Sicker rigole kombinieren und verlängern damit deren Lebensdauer. Sie sedimentieren abfiltrierbare Stoffe (AFS) bzw. filtern mineralische Kohlenwasserstoffe (MKW), Kupfer, Zink, etc. aus dem Niederschlagswasser, das gereinigt über Bohrungen direkt in die darunter liegenden Tunnelkammern fließt. Der Raum unter Parkplätzen und Freiflächen ist durch die Rigolentunnel intelligent genutzt. Von dort besteht die Möglichkeit, das Wasser zur Grundwasseranreicherung in den Untergrund zu versickern oder verzögert in Oberflächengewässer einzuleiten. So lässt sich ein rundum „schlankes“ Gesamtkonzept realisieren, dezentral und flexibel vor Ort – ganz im Sinne des Wasserhaushaltsgesetzes und des natürlichen Wasserkreislaufs.

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Projektdaten n Objekt: Bitzer Schkeuditz, Werk 2, Neubau für Ausbildung, Produktion, Lagerung n Bauherr: Bitzer Grundstücksverwaltungs GmbH, Sindelfingen n Generalplaner: BFK Plan GmbH, Stuttgart n GU: Gustav Epple Bauunternehmung GmbH, Dresden n Rigolentunnel: StormTech® Typ SC-740 der BIRCO GmbH, Baden-Baden; DIBt-Zulassung Nr. Z-42.1525 n Dach- und Verkehrsfläche: 10.000 m2 an Rigole angeschlossen n Retentionsvolumen: 100 m3 in unterirdischer Rigole n Drosselabfluss: max. 56 l/s n Tunnelmaterial: Polyethylen (HDPE) n Befahrbarkeit: Schwerlast SLW 60 (nach DIN 1072, gültig bis 2003) n Verfüllmaterial: Schotter 16/56 mm n Verarbeiter: Süß Bau GmbH, Schkeuditz

Kruse, Elke: Integriertes Regenwassermanagement für den wassersensiblen Umbau von Städten. Großräumige Gestaltungsstrategien, Planungsinstrumente und Arbeitsschritte für die Qualifizierung innerstädtischer Bestandsquartiere. Fachbuch, 1. Auflage, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2015. Regenwasser, ganzheitlicher Umgang mit Niederschlag auf besiedelten Flächen. Informationsbroschüre zum Thema Regenwasserbewirtschaftung und Entwässerung sowie Stadtplanung. 1. Auflage, BIRCO Baden-Baden, September 2012. Wasserorientierte Stadtplanung. Informationsbroschüre zum Thema Regenwasserbewirtschaftung und Bodenschutz sowie Stadtklima und Wasserkreislauf. 1. Auflage, BIRCO Baden-Baden, Oktober 2015.

Barbara Rockstroh www.birco.de

Literatur König, Klaus W.: BIRCOpur® Grundlagenpapier. Regenwasser– bzw. Niederschlagswasser-Behandlung. 2. Auflage, BIRCO Baden-Baden, Juli 2014.

IFAT 2016: B5, 351

Industriebetrieb darf belastetes Oberflächenwasser versickern Substratfilter reinigt Niederschlagswasser von Verkehrsflächen in drei Stufen Überall dort, wo Abwasser von Verkehrsflächen in Gewässer oder Grundwasser eingeleitet wird und rechtliche Anforderungen an die Eigenschaften dieses Abwassers bestehen, kommen Be handlungsanlagen wie z. B. Substratfilter zum Einsatz. Mit Bau artzulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) sind solche Anlagen geeignet, das Grundwasser vor Eintrag schäd licher Stoffe zu schützen. Auch ohne derzeit vorhandene Rechts grundlage lässt sich dieser Sachverhalt sinngemäß auf die Ein leitung in Oberflächengewässer anwenden. Das Niederschlags wasser wird dazu durch ein speziell entwickeltes Filtersubstrat von Schwermetallen, abfiltrierbaren Stoffen und mineralischen Kohlenwasserstoffen befreit. Wie das geschieht, wird an einem Industrieobjekt in Nordrhein-Westfalen gezeigt. Regenwasser wird immer mehr zum Kostenfaktor. Früher war der Anschluss der Regenwasserleitung an den Kanal der Kommune vorgeschrieben und ohne zusätzliche Kosten. Heute gilt das Gegenteil: Regenwasser soll auf den Grundstücken bewirtschaftet werden. Falls dies nicht gelingt, muss pro Quadratmeter in den Kanal entwässerte Fläche Jahr für Jahr eine separate Gebühr bezahlt werden. In Berlin wird sie als Niederschlagswasserentgelt in Höhe von 1,74 € pro Quadratmeter und Jahr erhoben. Selbst der Abfluss belasteter Verkehrsflächen im Zentrum von Städten wie Berlin kann mittlerweile so behandelt werden, dass er unter Einhaltung der technischen Regeln ins Grundwasser versickert

werden darf. Damit entfällt die Ableitungsgebühr, die Betriebskosten der Immobilien sinken.

Wasserhaushaltsgesetz gibt die Richtung vor Das Bundesumweltministerium (BMU), unmittelbar nach der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl 1986 neu geschaffen, hat die korrekte Bezeichnung Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Es wurde u. a. von Klaus Töpfer und Angela Merkel geführt. Der erste Dienstsitz ist noch immer Bonn, der zweite Berlin. Für den Neubau seines Berliner Gebäudes in der Nähe des Potsdamer Platzes hat das BMU angrenzende Flächen saniert. Das anfallende Regenwasser von Zufahrten, Wegen und Platzflächen wird über eine unterirdische Rigolenversickerung dem Grundwasser zugeführt. Die Forderung des Auftraggebers (Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung in Berlin) an die Planer war eine vorhergehende Behandlung des Regenwassers nach dem aktuellen Stand der Technik. Das Ministerium geht hier mit gutem Beispiel voran und macht den „Vorreiter“ bei der Einhaltung des von ihm vor wenigen Jahren auf den Weg gebrachten Wasserhaushaltsgesetzes WHG. Darin bestimmt der Gesetzgeber seit 1. März 2010 laut § 57 (1): „Eine Erlaubnis für das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Direkteinleitung) darf nur erteilt werden, wenn die Menge und

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Bild 1. Behandlungsbedarf für abfließendes Niederschlagswasser mit Hilfe von Sedimentation, Filtration und Adsorption – insbesondere, wenn in ein schutzwürdiges Oberflächengewässer eingeleitet oder punktuell Richtung Grundwasser versickert wird.

Schädlichkeit des Abwassers so gering gehalten wird, wie dies bei Einhaltung der jeweils in Betracht kommenden Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist, …“

Konstante Schmutzfracht, variable Wassermenge Besteht bei der Entwässerung von Verkehrsflächen die Gefahr, durch Schadstoffe das Grundwasser zu beeinträchtigen, ist eine geeignete Behandlung erforderlich. Stephan Klemens von Mall GmbH aus Donaueschingen, maßgeblich

beteiligt an der Entwicklung des in Berlin eingebauten Substratfilters ViaPlus, weiß um die doppelte Anforderung nach einerseits optimalem hydraulischem Durchsatz und andererseits bestmöglicher Reinigungsleistung. Daher hat er großen Wert auf ein sehr gutes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des Filters gelegt und erklärt: „Die Schmutzfracht bleibt konstant, unabhängig von der Menge des Regenwassers. Das ist das Besondere bei Niederschlagsabflüssen. Durch unsere patentierte Konstruktion entstehen je nach Intensität eines Regenereignisses unterschiedliche, aber in

Bild 2. Niederschlagswasser-Behandlungsanlage mit DIBt-Zulassung für die Entwässerung von Parkplatzflächen bei Firma febi bilstein in Ennepetal. Ablauf über einen verrohrten Bachlauf in ein offenes Gewässer, gedrosselt auf maximal 5 l/s.

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Bild 3. Substratfilter ViaPlus 3000 mit DIBt-Zulassung für die Entwässerung von sehr großen Verkehrsflächen.

Bild 5. Erweiterung der Firma febi bilstein in Ennepetal. Unterirdisch eingebauter Substratfilter ViaPlus mit DIBt-Zulassung für die Entwässerung von Parkplatzflächen. (Fotos/Abb.: Mall)

jedem Fall passende hydraulische Verhältnisse.“ Bei geringer Niederschlagsintensität wirkt der Schwanenhals im Ablauf wie ein Stauwehr. Der Wasserspiegel steigt bis zum oberen Krümmer an, so dass der ganze Filter benetzt ist. Bei weiter anhaltendem Zufluss erfolgt langsam ein Stau in den Krümmer hinein. Der höchstmögliche Wasserstand verursacht durch das dann vollständig gefüllte Fallrohr einen Sog, der die maximale Wassermenge durch den Filter saugt.

aus Porenbeton. Gleichzeitig ergibt sich ein Koaleszenzeffekt für die eingetragenen mineralischen Kohlenwasserstoffe. –– Stufe 3: Entfernung der gelösten und emulgierten Stoffe wie Schwermetalle, mineralische Kohlenwasserstoffe und organische Stoffe durch Adsorption.

Reinigungsleistung besser als gefordert In jedem Fall durchläuft das zu reinigende Wasser drei Stufen: –– Stufe 1: Rückhaltung absetzbarer Stoffe bis zu einer Korngröße von ca. 50 µm (0,05 mm) durch tangentiale Einleitung in ein Trichterbecken (Hydrozyklon). –– Stufe 2: Trennung der abfiltrierbaren Stoffe bis zu einer Größe von 0,45 µm (0,00045 mm) durch die Filterstufe

Bild 4. Erweiterung der Parkplatzflächen für Mitarbeiter der Firma febi bilstein in Ennepetal. Lieferung der Niederschlagswasser-Behandlungsanlage mit Substratfilter ViaPlus zum unterirdischen Einbau.

Klemens ist stolz auf die lange Standzeit von 4 Jahren, die im September 2011 vom DIBt in der Zulassung Z-84.2-8 bescheinigt wurde, und ergänzt „Die Wartung ist unkompliziert, denn bei unserem Filter ist der Schlammraum allseitig gut zugänglich.“ Die Reinigungsleistung ist zudem besser als erforderlich. Das ergab die Prüfung des TÜV Rheinland, durchgeführt an der Landesgewerbeanstalt (LGA) Bayern, Außenstelle Würzburg. Für die Parameter AFS (Feststoffe) liegt der Wirkungsgrad bei 93 statt 92 %, für MKW (Öl) bei 99 statt 80 %, für die Schwermetalle Kupfer bei 90 statt 80 % und für Zink wurden 89 statt der geforderten 70 % erreicht. Nachfolgend ein Auszug aus der Einbauanweisung für ViaPlus Schachtanlagen: Das Grundelement besteht aus einem monolithischen Stahlbetonfertigteil-Behälter, welcher im „Über-Kopf-Verfahren“ hergestellt wurde. Die Produktionsweise macht es möglich, einen fugenlosen vollständig stahlbewehrten Behälter ohne Arbeitsfuge im kritischen Anschnitt WandSohle herzustellen. Die Anlage kann Verkehrsbelastungen der gängigen Lastbilder ohne zusätzliche Maßnahmen aufnehmen. Sämtliche Filterelemente sind werkseitig vormontiert und müssen beim Einbau vor Verschmutzungen geschützt werden. Mall Substratfilter ViaPlus gibt es mit DIBt-Zulassung in zwei Größen, für anschließbare Fläche von max. 500 m2 und 3.000 m2. Für die Entwässerung von noch größeren Verkehrsflächen wird das Trennbauwerk ViaSep vorgeschaltet.

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Referenz Industriebetrieb Bilstein in Ennepetal/ Nordrhein-Westfalen

terirdisch eingebauten Substratfilters ViaPlus so gereinigt, dass es in Grund- und Oberflächenwasser ohne Bedenken eingeleitet werden kann. In Folge sinken die Betriebskosten der Immobilien. Der Regenwasseranteil auf der Kläranlage verringert sich, der natürliche Wasserhaushalt profitiert.

In der Stadt Ennepetal am südlichen Rand des Ruhrgebiets hat der Fahrzeugzulieferer febi bilstein die Zahl seiner Mitarbeiter erhöht und deshalb 2012 einen weiteren Parkplatz für die Belegschaft angelegt. Das Oberflächenwasser von 162 gepflasterten PKW-Stellplätzen wird gesammelt, in einer kombinierten unterirdischen Anlage zurückgehalten und gereinigt. Dem Substratfilter ViaPlus sind ein Drosselbauwerk und ein Schlammfang vorgeschaltet. Vor dem Abfluss passiert das gereinigte Wasser noch einen Probenahmeschacht, bevor es in einen verrohrten Bachlauf eingeleitet wird. Dieser geht nach ca. 1.500 m in ein offenes Gewässer über. Zur Art und Weise der Oberflächenbehandlung hatte die Untere Wasserbehörde des Ennepe-Ruhr-Kreises Vorgaben gemacht, u. a. dass die Behandlungsanlage den Ablauf ins Gewässer auf maximal 5 Liter pro Sekunde drosselt und dass die Anlage eine Bauartzulassung des DIBt haben soll. Um die Erschließung so wirtschaftlich wie möglich zu bauen, wurde vorsorglich das benachbarte Grundstück mit einbezogen. Auf diesem will febi bilstein künftig einen KFZLackierbetrieb mit KFZ-Waschplatz errichten.

Projektdaten Bilstein Ennepetal n Bauherr: Bilstein Handels GmbH & Co. KG n Adresse: Parkplatz Hagener Str. 120, 58256 Ennepetal n Planung Architektur: Frey & Frey Architekten n Planung Regenwasserbehandlung: Ing.Büro Stapelmann & Bramey n Fertigstellung: Mai 2012

Literaturempfehlung: Regenwasserbewirtschaftung und Niederschlagswasserbehandlung, Planerhandbuch. (Hrsg.:) Mall GmbH, Donaueschingen, 2016. 71 Seiten, DIN A4, kostenlos Klaus W. König www.mall.info

Fazit Beim Industriebetrieb Bilstein in Ennepetal wird belastetes Oberflächenwasser von Verkehrsflächen mit Hilfe des un-

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Flachtank für Großanlagen Große Speicher – wirtschaftlich effizient, ökologisch sinnvoll

Bild 1. Vielseitige Einsatzmöglichkeiten als Regenwassertank, Retentionstank, Löschwasserbehälter, Prozesswasserspeicher, Abwasser-Sammelgrube und Versickerungssystem

Der starke Anstieg der Trinkwasser- und Abwassergebühren und betriebliche Auflagen haben dazu geführt, dass immer mehr pri vate, gewerbliche und öffentliche Einrichtungen, Anlagen zur Nut zung von Betriebs- und Regenwasser errichten. Betriebswasser ist Wasser, das einer technischen, gewerblichen, landwirtschaft lichen oder hauswirtschaftlichen Anwendung dient. Überall dort, wo einerseits große versiegelte (Dach- und Hof-) Flächen vorhanden sind und andererseits ein hoher Betriebswasserbedarf gegeben ist, ist ein Erdspeicher die ideale Lösung um große Mengen Wasser aufzufangen, vorund rückzuhalten, zu nutzen und versickern zu lassen.

Stabil, leicht und langlebig Das neue Flachtank-Konzept der Marke REWATEC von der Firma Premier Tech Aqua, spart bis zu 35 % Rohstoff material ein. Und das bei deutlich besseren statischen Eigenschaften, die für einen stabilen Erdtank von entscheidender Bedeutung sind. Gelungen ist dies durch eine torusförmige Geometrie in Verbindung mit einer genialen BIONIK-Statik. Dabei wurde sich an geometrischen Formen orientiert, die in der Natur vorkommen, wie die Oberflächenstruktur von Kürbis und Muschel. Durch die Materialersparnis wird

außerdem ein Drittel an Gewicht eingespart – das macht sowohl Einbau als auch Transport einfacher und kostengünstiger.

35 % weniger Material. Zeit für nachhaltige Ideen Der Flachtank wurde mit dem Deutschen Rohstoffeffizienz Preis 2014 ausgezeichnet. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ehrt damit rohstoffeffizientes Handeln und den intelligenten und nachhaltigen Umgang mit Materialien. NEO begeisterte mit seiner Qualität und Innovation auch die internationale Jury des Red Dot Award: Product Design 2015.

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Wasserreinigung mit Rinnenfiltersystem: Reicht eine Laborprüfung für die Beurteilung dezentraler Behandlungsanlagen? Wissenschaftliche Erkenntnisse über Filterverhalten unter realen Bedingungen mit saisonalen Umwelteinflüssen Anlagen der dezentralen Regenwasserbehandlung werden zu nehmend an unterschiedlichsten Standorten eingebaut. Die be stehenden Zulassungsprüfverfahren für diese Systeme beleuch ten die Schadstoffrückhalteleistung bei moderaten Regenspen den unter Laborbedingungen. Reale Betriebsbedingungen unter diversen Umwelteinflüssen stellen jedoch wichtige zusätzliche Anforderungen an Konstruktion, Filtermaterialien und Schad stoffreinigungsvermögen: Frost- und Tausalzeinflüsse, organische Stoffe, Sauerstoffversorgung, Temperatur- und Feuchtigkeits schwankungen beeinflussen das Leistungsverhalten wesentlich.

1 Einführung Dezentrale Regenwasserbehandlungsanlagen werden entweder ergänzend als Reinigungssystem in bestehende Trennsysteme oder unabhängig zur Abkopplung von der Mischwasserkanalisation zur nachfolgenden Einleitung in Oberflächengewässer oder zur Versickerung in Boden und Grundwasser eingebaut. Sie dienen der Reinigung von Verkehrsflächenabflüssen und erlauben bei Einhaltung von Grenzwerten, Wasser in ausreichend guter Qualität dem natürlichen Wasserkreislauf unterstützend zuzuführen. Regenwasserbehandlungsanlagen wie beispielsweise das Retentionsrinnenfiltersystem DRAINFIX CLEAN unterliegen daher der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) [1] oder, bei geringeren Anforderungen mit der Einleitung in Oberflächengewässer, der Listung [2] beim Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz in Nordrhein-Westfalen. Die Schadstoffrückhalteleistungen werden derzeit nur im Labor nach definierten Zulassungsgrundsätzen [3] [4] [5] über den Rückhalt von Feststoffen, Mineralölkohlenwasserstoffen und gelösten Schwermetallen geprüft. Da reale Fest- und Schadstoffabflüsse im Labor nicht abgebildet werden können, finden diese Prüfungen anhand von Ersatzstoffen statt. Feste Stoffe im Abfluss werden mit Millisil W4 [6], einem chemisch inertem Quarzmehl der Dichte 2,65 g/cm3 in der Korngrößenverteilung für d95 % mit 190 µm und d50 % mit 65 µm, abgebildet. Mineralölkohlenwasserstoffe werden als Flüssigkeit in Form von Heizöl und gelöste Schwermetalle in Form von gelösten Salzen während der Laborprüfung aufgegeben. Deutlich komplexer stellt sich die Situation in der Realität dar: Neben Schadstoffen befinden sich zahlreiche weitere Stoffe mit speziellen Eigenschaften im Oberflächenabfluss. In unterschiedlichen Zustandsformen und Konzentrationen vorkommend, bestehen zwischen vielen dieser Stoffe eigenschaftsverändernde Wechselwirkungen. Diese wiederum sind sowohl von den jeweiligen Standortsund Einbausituationen abhängig als auch von saisonalen Einflüssen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Laubfall, Pollenflug, Tausalzeinsatz etc.

2 Laborergebnisse und Praxiserfahrungen 2.1 Filterrinnensystem DRAINFIX CLEAN mit DIBt-Zulassung 2.1.1 Funktionsbeschreibung DRAINFIX CLEAN (Bild 1) filtert als trockenfallendes System mit CARBOTEC 60 schadstoffbeladene Feststoffe aus Verkehrsflächenabflüssen. Gelöste anorganische Schadstoffe (Schwermetalle) werden dauerhaft und tausalzstabil (NaCl) an das Substrat gebunden. Der verwendete Filterwiderstand erlaubt nicht nur eine Überstauung im rinnenspezifischen Retentionsvolumen, sondern auch im angeschlossenen Entwässerungsflächenraum. Der Filterwiderstand in DRAINFIX CLEAN begrenzt die maximale Filtrationsrate automatisch auf den vom „Deutschen Institut für Bautechnik“ maximal geprüften Flächenabflusswert von 100 l/(s*ha), wodurch eine Schadstoff-Remobilisierung wirksam verhindert wird. Damit besteht – unabhängig von der Größe der angeschlossenen Entwässerungsfläche sowie lokal auftretenden hohen Zulaufintensitäten – eine dauerhaft hohe Behandlungssicherheit. Neben dem Schutz vor Austrag bereits zurückgehaltener Schadstoffe bei extremeren Regenereignissen ergibt sich, über einen hydraulischen Ausgleich im Retentionsraum oberhalb der Filter oberfläche, zudem grundsätzlich eine gleichmäßige Auslastung des gesamten Filterkörpers (Standzeit).

2.1.2 Laborprüfergebnisse Vom Deutschen Institut für Bautechnik zugelassene Behandlungssysteme müssen in einer Laborprüfung den vom DIBt festgelegten Zulassungsgrundsätzen für die unterirdische Versickerung genügen. Ein Überlauf ist dabei nicht gestattet. Um die erforderliche Reinigungsleistung zu erreichen, verfügen derzeit alle vom DIBt zugelassenen Systeme

Bild 1. DRAINFIX CLEAN filtert schadstoffbeladene Feststoffe aus Verkehrsflächenabflüssen

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Bild 2. In einem Zulassungsprüfbericht wird die im Labor gemessene Leistungsfähigkeit als Zulassungsgrundlage verwendet

Bild 4. In den bestehenden Laborprüfungen können reale Einbausituationen mit unregelmäßig geformten Entwässerungsoberflächen und unterschied lichen Anströmintensitäten nicht geprüft werden

über Filterstufen. In einem Zulassungsprüfbericht [7] wird die im Labor (Bild 2) gemessene Leistungsfähigkeit als Zulassungsgrundlage verwendet. Das Retentionsrinnenfiltersystem DRAINFIX CLEAN erreichte dabei sehr hohe Wirkungsgrade im Rückhalt der geprüften Schadstoffe (Bild 3). Der über 4 geprüfte Parameter gemittelte Austrag ergab einen mittleren Schadstoffdurchgang von 0,19 %.

2.2 Leistung des Systems im realen Betrieb 2.2.1 Einbausituation und Leistungserfassung Von April 2009 bis Juni 2010 wurden Filterabläufe an einer Versuchsanlage (Bild 5) intensiv beprobt, um die Leistungsfähigkeit des Rinnenfiltersystems DRAINFIX CLEAN im Realbetrieb abzubilden. Mit realen Verkehrsflächenabflüssen einer Ausfallstraße (Bild 4) von Augsburg wurde die stoffliche und hydraulische Leistung des Filtersystems untersucht. Verkehrsaufkommen: 7500 Kfz/d bei 18 % LKW Anteil [8]. Die Abflüsse der zur Versuchsanlage geneigten Fahrbahn werden allen Versuchsfeldern gleichmäßig zugeführt. Ein Feld wurde nur für die Erfassung des Zulaufsignals genutzt. In vier weiteren Feldern wurden über Filterrinnen unterschiedlich großer Filterflächen Anschlussflächenverhältnisse von 0,6 % bis 4,8 % realisiert. Die Rinnenfilterabläufe wurden vollständig über Sammelbehälter erfasst. Mit-

Bild 5. Mit realen Verkehrsflächenabflüssen wurde die stoffliche und hydraulische Leistung des Filtersystems untersucht

hilfe von Quartalsmischproben konnten neben stofflichen und hydraulischen Wirkungsgraden auch saisonale Einflüsse ermittelt werden.

2.2.2 Messergebnisse Über die Analyse der Zu- und Abläufe (Bild 6) zusammengefasst zu fünf Quartalsmischproben konnten die saiso

Bild 3. DRAINFIX CLEAN erreichte sehr hohe Wirkungsgrade im Rückhalt der geprüften Schadstoffe

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Bild 6. Über die Analyse der Zu- und Abläufe konnten die saisonalen Einflüsse der Jahres zeiten erfasst werden

nalen Einflüsse der Jahreszeiten erfasst werden. Bedingt durch den spezifischen Filterwiderstand des Filtersubstrats CARBOTEC 60 wurden in den Quartalen ohne Tausalzeinfluss mit über 96 % ebenfalls sehr gute Wirkungsgrade erreicht, wenn auch nicht identisch mit den Messungen im Labor.

3 Vergleich zwischen Laborprüfung und Praxistest 3.1 Salzeinfluss – Dispergierung von Feststoffen Deutliche Unterschiede zum Schwermetallrückhalt zeigen sich mit dem Winterbetrieb. Im Quartal Q1/2010 konnte über hohe gemessene Leitfähigkeiten der Einfluss der Wintersalzung festgestellt werden. Gleichzeitig ergaben sich deutlich erhöhte Konzentrationen von Zink im Filterablauf. Diese lagen um den Faktor 10 höher als in den Zeiträumen ohne Tausalzausbringung. Der Zinkrückhalt betrug hier 90 %, wovon der Anteil partikulär durch den Filter transportierten Zinks mit 51,4 % vom Gesamtzinkanteil gemessen wurde. Im Vergleich dazu lag der partikuläre Anteil, welcher den Filter passieren konnte, im Q2/2010 ohne Wintersalzung nur bei 14,3 %. Die Gesamtrückhaltleistung von Zink betrug hier 98 %. Dieser Wintersalzungseffekt lässt sich der dispergierenden Wirkung des Tausalzes auf die realen Feststoffe im Verkehrsflächenabfluss zuordnen. Derartige Wechselwir-

kungen können kaum bei einer Prüfung mit inertem Quarzmehl im Labor festgestellt werden.

3.2 Problematik bei dauereingestauten Systemen Sehr deutlich erkennbar ist der Einfluss von Sauerstoffmangel im Falle von Dauereinstau. Laub, Blüten, Pollen, Samen, Hundekot, Verpackungen oder auch Lebensmittelreste – je nach lokalen Gegebenheiten schwankt der Anteil organischer Stoffe im Verkehrsflächenabfluss in weiten Bereichen. An der Versuchsanlage lag der über den Glühverlust gemessene Anteil organischer Stoffe der mit dem Abfluss transportierten Feststofffracht bei 10 %. Während beim trockenfallenden Rinnenfiltersystem DRAINFIX CLEAN im Regelbetrieb kein Dauereinstau entstehen kann, ist der Feststoffsammler, der zur Aufnahme des unbehandelten Abflusses der Erfassung der Zulaufreferenz dient, dauereingestaut. Unter Luftabschluss entsteht wie im Dauereinstau Fäulnis. Dabei bilden sich Stoffe wie z. B. Propionsäure, Essigsäure, Buttersäure, Ethanol und Amine. Viele dieser Verbindungen sind flüchtig und für den unangenehmen Geruch, der dabei entsteht, verantwortlich. Je nach pH-Wert kann es aber auch zur Produktion weiterer giftiger Abbauprodukte wie Ammonium oder Ammoniak und Schwefel-

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dauereingestauten Systemen, da in den derzeitigen Laborprüfungen der Einfluss von organischen Inhaltstoffen des Verkehrsflächenabflusses nicht abgebildet wird. So bleiben diese Auswirkungen unberücksichtigt.

3.3 Anströmverhältnisse und Zulaufintensitäten

Bild 7. Bei Kontakt mit Sauerstoff fällt das gelöste Eisen als Eisenoxid/ -hydroxid an der Wasseroberfläche wieder aus und erscheint als schillernde Feststoffhaut

wasserstoff kommen. In vielen Nassgullies lässt sich außerdem die Bildung von Methangasblasen beobachten. Durch Sauerstoffzehrung entstehende anoxische Bedingungen führen zu reduzierenden Bedingungen. Der reaktive Anteil metallischen Eisens, das ubiquitär im Verkehrsflächenabfluss in deutlichen Mengen vorkommt, bindet in Form von Eisenoxid/-hydroxid einen großen Anteil der im Verkehrsflächenabfluss enthaltenen Schwermetalle. Geht das Eisen jedoch unter reduzierenden Bedingungen in Lösung, gilt das ebenso für die daran gebundenen Schwermetalle. Bei Kontakt mit Sauerstoff fällt das gelöste Eisen als Eisenoxid/-hydroxid an der Wasseroberfläche wieder aus und erscheint als schillernde Feststoffhaut. Dieser Effekt konnte trotz der nur geringen Glühverlustanteile im Oberflächenabfluss von 10 % im Feststoffsammler bereits beobachtet werden (Bild 7). Ein kontraproduktiver Umstand in

In den bestehenden Laborprüfungen können reale Einbausituationen mit unregelmäßig geformten Entwässerungsoberflächen und dadurch stark unterschiedlichen Anström intensitäten (Bild 8) nicht geprüft werden. Diese betragen häufig ein Vielfaches von der in den Laborprüfungen bei der Schadstoffremobilisierungsprüfung maximal beaufschlagten Zulaufintensität von 100 l/(s*ha). Doch Zulauf an wenigen Punkten reicht, um extreme Zulaufintensitäten zu erlangen. Die Folge: Ohne Maßnahmen der Zulaufbegrenzung ergeben sich deutliche Verschlechterungen der Reinigungsleistung bis hin zu negativen Wirkungsgraden. Derartige Sachverhalte sind schwer modellierbar und sollten im Maßstab 1 : 1 über Feldprüfungen geprüft und beurteilt werden. Literatur [1] Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-84.2-7, Zulassungsgegenstand: Anlage zur Behandlung von Niederschlagsabflüssen von Verkehrsflächen für die Versickerung DRAINFIX CLEAN, Zulassungsstelle für Bauprodukte und Bauarten, Bautechnisches Prüfamt, 13.10.2011, [2] Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz; Liste der dezentralen Systeme, abgerufen am 22.03.2016: http:// www.lanuv.nrw.de/wasser/abwasser/ds/ [3] Zulassungsgrundsätze für „Niederschlagswasserbehandlungs anlagen“; Teil 1: Anlagen zum Anschluss von Kfz-Verkehrsflächen bis 2000 m2 und Behandlung des Abwassers zur anschließenden Versickerung in Boden und Grundwasser; DIBt – Fassung Februar 2011 [4] Nachweis der Vergleichbarkeit von dezentralen Behandlungs anlagen; Zusammenfassende Darstellung der Prüfungsvorgaben vom 25.9.2012; Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz; Nordrhein-Westfalen [5] Anforderungen an die Niederschlagsentwässerung im Trennverfahren; RdErl. d. Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz – IV-9 031 001 2104 – vom 26.5.2004 [6] Stoffdaten, MILLISIL-Mehle Werk Haltern <1237> (10/10), Quarzwerke GmbH [7] Prüfbericht, DRAINFIX CLEAN 300/400, TÜV Rheinland LGA Products GmbH, Sanitär und Abscheidetechnik, 2014 [8] Dr.-Ing. E. Meißner, Dipl.-Ing (FH) A. Nadler (2007): Versickerung des Niederschlagswassers von befestigten Verkehrsflächen. Abschlussbericht. Entwicklungsvorhaben Oktober 1996 – Oktober 2005 Bayern, Landesamt für Umwelt – LfU – [9] LAMBERT, B. (2010): Reinigung von Verkehrsabflüssen durch Rinnenfilter der Fa. Hauraton, Versuchsanlage Derchin gerstraße. Zwischenbericht. Auftraggeber Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen (AIF) e. V., Berlin.

Dipl.-Agr.-Ing. Claus Huwe, Projektingenieur und Produktentwickler, Hauraton Bild 8. Filterabläufe an einer Versuchsanlage (hier ein Modell der Versuchsanlage) halfen, die Leistungsfähigkeit von DRAINFIX CLEAN im Realbetrieb abzubilden (Fotos/Abb.: Hauraton)

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Effizient: Pflastersystem reinigt Straßenabwasser Durchlässige Pflasterbeläge mit Schadstoff-Rückhalt als höchst effiziente Methode der dezentralen Regenwasserbehandlung rein biologischen Reinigungsprozesse werden im Wesent lichen innerhalb der Pflasterdecke durch modifizierte Steine, Fugen- und Bettungsmaterialien erreicht. Laut DIBt-Bauartzulassung sind die Pflasterbeläge imstande, unter anderem Schwermetalle wie z. B. Kupfer oder Zink sowie Mineralölkohlenwasserstoffe aus Öl- und Benzinverlusten und PAK* zu binden, zu filtern oder umzuwandeln. Die Pflasterbeläge sind zudem regenerierbar, sodass der Stoffrückhalt und die Versickerungsleistung über den gesamten Nutzungszeitraum zur Verfügung stehen. Selbst ein Notventil für Oberflächenabfluss ist nicht notwendig, da der Abflussbeiwert gegen null tendiert. Neben den ökologischen und ökonomischen Vorteilen erfüllen die Pflasterbeläge die Anforderungen der ZTV Pflaster-StB und TL Pflaster-StB.

Neuer Steintyp Konzipiert für ein breites Anwendungsspektrum, bietet die Produktlinie Ecosave protect Lösungen für rein funktionelle und gestalterisch anspruchsvolle Aufgaben. Unterdessen bringen die Betonwerkpartner im Sommer 2016 einen neuen Steintyp auf den Markt, der die Stabilität eines Vollsteins mit der Speicherkapazität eines Porensteins zugunsten der Verdunstung und des Stadtklimas kombiniert. Dabei lässt sich der gefügedichte Vorsatzbeton hochwertig gestalten. * polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

Zukunftslösung: Die neuen Ökopflaster Ecosave protect erfüllen auch die strengeren Umweltschutzanforderungen von morgen. (Foto: Godelmann-Klostermann)

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Entwickelt von den Betonwerkpartnern Godelmann und Kloster mann, kommt die neue Ökopflaster-Generation vom Typ Ecosave protect mit DIBt-Bauartzulassung als Behandlungsanlage bereits zur Ausführung. Der Kernvorteil liegt in dem einfachen Prinzip bei hohem Wirkungsgrad. So können etliche Verkehrsflächen in der Stadt und auf der grünen Wiese, die ohnehin befestigt werden müssen, für die heute geforderte Regenversickerung ohne Gewässer- bzw. Grundwasserbelastung wie auch zur Entlastung des überforderten Kanalnetzes geöffnet werden. Weitere Einrichtungen zur Reinigung des Straßenablaufwassers sind nicht erforderlich. Im Zuge können neue Kanäle kleiner und preiswerter gebaut oder gleich eingespart werden,

Wie ein Kleinklärwerk Für die Innovation musste die Pflasterbauweise nicht neu erfunden werden: Sowohl der Stoffrückhalt als auch die

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Plus-Punkt für die Sedimentation: SediPoint Regenwasserreinigung auf engstem Raum SediPoint bringt die Regenwasserreinigung auf den Punkt: Die neue Anlage von FRÄNKISCHE ist die ideale Lösung bei engen Platzverhältnissen. Das neue Mitglied der Sedi-Familie reinigt be lastete Niederschläge und hält im Havariefall bei Trockenwetter Leichtflüssigkeiten zurück. Der kompakte Sedimentationsschacht basiert auf dem nachgewiesenen SediPipe-Wirkprinzip mit der patentierten Strömungstrenner-Technologie. Die Veränderungen, denen die Bauwirtschaft in den vergangenen Jahren unterworfen war – steigendes Bauvolumen bei knapperem Bauraum, Starkregen-Ereignisse, aufgrund von urbanen Sturzfluten überlastete Kanalnetze –, all diese Veränderungen stellen auch höhere Ansprüche an den künftigen Umgang mit Regenwasser. „Um dauerhafte Sicherheit zu gewährleisten, muss Regenwasser auf kontinuierlich kleineren Flächen immer systematischer gesammelt, gereinigt, gespeichert und kontrolliert abgeleitet werden“, ist Michael Schütz, Leiter Produktmanagement im Geschäftsbereich Drainage bei FRÄNKISCHE, überzeugt. Um die vorgeschriebene Reinigung auch bei engen Platzverhältnissen zu gewährleisten, sind effiziente Systeme gefragt: Regenwasserreinigungsanlagen müssen Schadstoffe, Schlamm und Leichtflüssigkeiten zuverlässig über spezielle Verfahren aus dem Regenwasser entfernen. Außerdem sollen sie möglichst wenig Fläche verbrauchen, um letztlich die Qualität von Oberflächen- und Grundwasser in effizientester Form zu erhalten. Die neue SediPoint-Anlage, die das maßgeschneiderte Sedi-Programm von FRÄNKISCHE nun als wichtige Komponente für beengte Bausituationen ergänzt, erfüllt diese Anforderungen spielend: SediPoint ist mit modernster Technologie ausgestattet. Die schachtförmige Anlage reinigt Niederschlagswasser von Schmutz und Schadstoffen, hält Leichtflüssigkeiten zurück und benötigt dafür nur minimale Fläche.

Bild 2. Die SediPoint-Anlage reinigt belastete Niederschläge und hält im Havariefall bei Trockenwetter Leichtflüssigkeiten zurück.

Sedimentation auf kleinstem Raum Die Strömungstrenner-Technologie des Herstellers, seit Jahren in der Regenwasserreinigung bewährt, ist die Grundlage für das Wirkprinzip von SediPoint auf kleinstem Raum: Die Sedimentationskassette führt das Wasser spiralförmig gegen den Uhrzeigersinn vom Zulauf nach oben. Die Feinstoffe sinken dabei in die strömungsberuhigten Bereiche unterhalb der beiden patentierten Strömungstrenner, die für die Depotsicherung sorgen. Mitgeführte Leichtstoffe, beispielsweise Öl, steigen nach oben, wo das Tauchrohr sie im Havariefall bei Trockenwetter zuverlässig in der Anlage zurückhält. Bei Starkregen verhindert der inte grierte Bypass die Überlastung des Kanalnetzes und sichert die Netzhydraulik ab. Durch die Anordnung der Strömungstrenner-Technologie in Schachtform ist SediPoint stets die Lösung mit minimalem Platzbedarf – egal, ob der Bauraum unterirdisch durch zahlreiche Medien oder oberirdisch, z. B. in einem engen Hinterhof, eingeschränkt ist.

Maßgeschneiderte Technologie

Bild 1. Die neue Regenwasserreinigungs-Anlage SediPoint von FRÄNKISCHE ist die ideale Lösung bei engen Platzverhältnissen auf der Baustelle.

Mit dem Sedimentationsschacht SediPoint passt FRÄNKISCHE seine Strömungstrenner-Technologie aus dem Sedi Pipe-Programm an besonders enge Bausituationen an. Sedi Pipe bietet gemäß Herstellerangaben als erstes System die Möglichkeit, Regenwasser in einem langgestreckten und rohrförmigen Sedimentationsraum unter der Erde zu reinigen. Ein speziell entwickelter Strömungstrenner verhindert, dass das bereits abgesetzte Sediment bei Starkregen remobilisiert wird (Depotsicherung). Der geringe Sinkweg

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Bild 3. Durch die Anordnung der Strömungstrenner-Technologie in Schachtform benötigt SediPoint nur minimalen Platz – egal, ob der Bauraum unterirdisch durch zahlreiche Medien oder oberirdisch, z. B. in einem engen Hinterhof, eingeschränkt ist.

der Schmutzstoffe und Teilchen innerhalb der Sedimenta tionsstrecke beschleunigt außerdem die Sedimentation im Vergleich zu herkömmlichen Regenklärbecken. „Der neue SediPoint-Schacht knüpft an dieses Wirkprinzip an: Er überzeugt mit effizienter Technologie auf engstem Raum – eine hervorragende Ergänzung zu unseren Produkten mit Strömungstrennern in der Sedi-Familie“, hebt der Produktmanager des Unternehmens, Frieder Keißling hervor.

Nachrüstung im Bestand Für Städte und Industriegebiete mit wenig Grün und vielen versiegelten Flächen ist SediPoint ein großer Pluspunkt: Seine kompakte, schachtförmige Bauform ermöglicht, die Anlage auch im Bestand bei räumlicher Enge sowohl oberals auch unterirdisch einfach nachzurüsten. Das optionale, vorkonfektionierte Anschlussset inklusive Abdeckung ver-

Bild 4. Die neue, schachtförmige SediPoint-Anlage von FRÄNKISCHE reinigt Niederschlagswasser von Grob- und Feinstoffen. Außerdem hält sie Schwimmstoffe und Leichtflüssigkeiten zurück und benötigt dafür nur minimale Fläche. (Abb.: FRÄNKISCHE)

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bindet SediPoint über den außenliegenden Untersturz für Inspektions- und Wartungsarbeiten mit dem Zulaufkanal. Der Einbau des leichten Kunststoffschachtes in DN 600 aus beständigem Polypropylen (PP) geht schnell von der Hand. Variable Anschlusshöhen gestalten den Einbau gerade in engen Situationen oder in der Nachrüstung flexibel. Ebenfalls als Zubehör erhältlich ist ein Aufsetzrohr für große Zulauftiefen. Weil SediPoint extrem stabil und aus hochwertigen Materialien gefertigt ist, ist die Anlage bis SLW 60 belastbar und eignet sich besonders für Industriegebiete und beanspruchte Verkehrsflächen. Der robuste Sedimentationsschacht meistert außerdem auch schwere Verschmutzungen und Havariefälle mit Öl spielend. Als unabhängiges Prüfinstitut hat die TÜV Rheinland LGA Products GmbH die hohe Reinigungsleistung von SediPoint bestätigt. Dafür hat die TÜV-Einrichtung die FRÄNKISCHE-Anlage nach den Zulassungsgrundsätzen des DIBt im Bezug auf abfiltrierbare Stoffe (AFS) geprüft.

los und ohne Einstieg in das Kanalsystem. Ein Saugspülwagen oder eine mobile Schmutzwasser-Pumpe saugen das Wasser mit dem Schlamm aus der Anlage. Mit einem Hochdruckreiniger werden im Inneren letzte Verunreinigungen abgespült – und schon ist SediPoint wieder einsatzbereit. Das empfohlene Reinigungsintervall einer SediPoint-Anlage liegt bei zwei Jahren.

Sicherheit – garantiert zertifiziert Der kompakte Sedimentationsschacht SediPoint reinigt auf engstem Raum belastete Regenabflüsse nicht nur in Innenstädten und Industriegebieten. Basierend auf dem SediPipeWirkprinzip mit der effizienten Strömungstrenner-Technologie hält die langlebige Anlage außerdem Leichtflüssigkeiten im Havariefall bei Trockenwetter zurück. www.fraenkische.com

Einfache Reinigung Denkbar einfach ist die Reinigung: Eine Kanalspülfirma oder auch ein geschulter Hausmeister erledigen dies mühe-

IFAT 2016: B6, 427/526

Wärmerückgewinnung aus häuslichem Abwasser Ideale Voraussetzungen im dezentralen Bereich In gut gedämmten Gebäuden geht über die Gebäudehülle weni ger Wärmeenergie verloren als über den Abwasserweg und die familiären Wasserkosten übersteigen bereits vielfach die Kosten für Raumwärme, für Wassererwärmung oder sogar die für Haus haltsstrom. Statt die Umwelt mit Abwärme zu belasten ist auch häusliches Abwasser als eine wertvolle Ressource für Wasser, Energie und Nährstoffe (Pflanzendünger) zu nutzen. Im industriel len Bereich wird die Rangfolge Vermeiden vor Verwerten, Ver werten vor Beseitigen bereits vielfach praktiziert, während im kommunalen Bereich noch das „Beseitigen“ im Mittelpunkt steht. Die Wärmerückgewinnung aus Abwasser ist zweifellos eine sinnvolle Maßnahme zur Energieeinsparung und

CO2-Reduzierung – doch was soll ein Investor unternehmen, wenn die nahe gelegene kommunale Abwasserleitung nicht genügend Abwasser führt oder wenn rechtliche Hürden das Vorhaben schwierig gestalten? Wirtschaftliche Einheiten benötigen das Abwasser von ca. 10.000 Einwohnern. Die anfängliche Euphorie für die zentrale Wärmerückgewinnung (WRG) aus dem kommunalen Abwasserkanal flacht ab, so titelt der Europäische Wirtschaftsdienst [EUWID, 2016] es unter der „Berlin: Nutzungspotenzial für Abwasserwärme gering“. Während das Abwasser im Kanal i. d. R. nicht mehr als um 1,5 K abgekühlt werden kann und die WRG bei Schneeschmelze zeitweise ganz ausgesetzt werden muss,

Bilder 1 u. 2. Das erste Berliner Passivhaus für Mieter – mit 41 Wohn- und 4 Gewerbeeinheiten. Fertigstellung und Bezug 05/2011, Inbetriebnahme der Recyclinganlage 04/2012.

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Beschreibung des Berliner Pilot projekts am Arnimplatz Um die in der Praxis einfach nutzbaren Wasser- und Energieeinsparpotenziale zu beziffern und Betriebskosteneinsparungen nachzuweisen, wurde im Rahmen eines von der DBU geförderten Projekts ein Berliner Passivhaus (4.600 m2 Wohnfläche, und eine bereits vorhandenes 2. Leitungsnetz) mit einer neuartigen Grauwasserrecyclinganlage und vorgeschalteter Wärmerückgewinnung nachgerüstet (Bilder 1 und 2). Das System wurde anschließend einem intensiven Monitoring unterzogen. Die Grauwasserrecyclinganlage (Aufbereitungskapazität 3 m3/d) mit vorgeschalteter Wärmerückgewinnung wurde im März 2012 in dem gut gedämmten Heizungsraum auf ca. 9 m2 Stellfläche installiert. Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Gebäude daten des untersuchten Objekts. Da die Raumtemperatur im Heizungsraum nicht unter 24 °C sinkt, war die Dämmung einzelner Anlagenkomponenten überflüssig. Das warme Grauwasser aus Badewannen und Duschen wird über ein Sieb von Störstoffen befreit, bevor ihm die Wärme mittels einer 20 W-Umwälzpumpe über einen Wärmetauscher (Rohrbündel im Speicher) entzogen wird (Bild 3). Auf den Einsatz einer Wärmepumpe (die höhere Endtemperaturen hervorbringt) wurde aus Gründen der Energieeffizienz bewusst verzichtet. Sieb, Wärmetauscher und Behälter reinigen sich bei Bedarf automatisch. Die in den Pufferspeicher zum Warmwasserbedarf eingelagerte Energie wird an das Kaltwasser abgegeben bevor

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es zur Warmwasserbereitung (hier ein BHKW) gelangt. Das im Wärmerückgewinnungsbehälter abgekühlte Grauwasser wird in drei mit Schaumstoffwürfeln bestückten Wirbelbettreaktoren gepumpt, wo die organische Schmutzfracht oxidativ und rein biologisch durch Bakterien abgebaut und partikuläre Substanzen mechanisch ausgeschleust werden. Der letzte von insgesamt 3 Reaktoren klärt das Grauwasser auf einen Rest-BSB von unter 5 mg/l und einer Trübung unter 2 NTU. Das mittels UV-Licht desinfizierte Betriebswasser gelangt in den Betriebswasserspeicher und wird über eine Druckerhöhungsanlage (4 bar) an die Wohneinheiten als Toilettenspülwasser abgegeben. An keiner Stelle des Aufbereitungsprozesses werden Chemikalien in Form von Desinfektionsmitteln, Säuren oder Laugen etc. verwendet. Diverse Wartungsaufgaben wurden automatisiert und der Energiebedarf mehrfach minimiert. Über eine Fernüberwachung und Online-Monitoring kann der Anlagenzustand und sämtliche Betriebsdaten der wichtigsten Anlagenkomponenten zu jedem Zeitpunkt aus der Ferne abgefragt werden, was für den Anlagenbetrieb von großem Nutzen ist, zumal dadurch Kontrollgänge minimiert werden und automatisch eine sehr engmaschige Anlagendokumentation erfolgt. Ferner kann sich der Kunde täglich über die aktuellen Einsparungen von Energie und Wasser informieren.

www.zinco.de/ Tel: 07022 9060-600

treten all diese Schwierigkeiten bei der dezentralen WRG nicht auf. In dem folgend beschriebenen Projekt beträgt die Abwassertemperatur in Jahresmittel 31 °C. Mittels Wärmepumpe ließe sich das Grauwasser gut um 20 K abkühlen. Im ersten Ansatz wurde in dem Pilotprojekt am Arnimplatz noch auf eine Wärmepumpe verzichtet und die Energierückgewinnung einzig und allein über zwei Wärmetauscher und eine 20 W Umwälzpumpe betrieben. Wirtschaftlich interessant wird es, wenn die Wärmerückgewinnung mit dem Grauwasserrecycling kombiniert wird.

Mehr als „nur“ ein grünes Dach!

Comturey Architekt Matthias Hein (rechts) und Fachberater Uwe Beck auf der Insel Mainau

Ergebnisse des Monitorings Alle Mieter sind zufrieden, sie gehen kein hygienisches Risiko ein und beklagen keinen Komfortverlust – stattdessen freuen sie sich über geringere Betriebskosten. Die jährlichen Wasserkosten haben sich insgesamt um fast 5.000 € und die Wärme-Energiekosten um mehr als 1.000 € verringert, wobei die jährlichen Betriebskosten für Elektroenergie und Personal niedriger sind als die Erträge aus der Wärmerückgewinnung. Von April 2012 bis Ende 2015 beschränkten sich die Wartungs- oder Reparaturarbeiten auf den Austausch von insgesamt 4 Tellerbelüftern je 50 €. Die Wasserqualität des aufbereitetem Grauwassers ist von Anfang an

„Je komplexer die Dachsituation, um so wichtiger ist es mir, ... ... mit einem Partner zusammen zu arbeiten, der Lösungskompetenz bietet. Und zwar nicht nur hinsichtlich seiner Produkte und Systeme, sondern auch in der Detailplanung und der Projektbetreuung“. Matthias Hein, Architekt

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Tabelle 1. Gebäudedaten zum Passivhaus am Arnimplatz (ca. 110 Mieter und 13 Personen im Gewerbe) Wohnfläche/Anzahl der WE

4.600 m2/41

Gewerbefläche/Anzahl der GE

650 m2/4

Gas BHKW

16 kWel. 35 kWtherm.

Photovoltaik 92 Module mit 20 kWp

18.000 kWh/a

sehr hoch, auch bei Abkühlung des Grauwassers auf 15 °C werden die Qualitätsanforderungen [SenStadt, 2007] laut Berliner Liste (BSB7 unter 5 mg/l und Einhaltung der Hygieneanforderungen der EU-Richtlinie für Badegewässer) stets sicher erfüllt. In Bild 4 werden für Energie und Wasser die Monitoringergebnisse vom März 2013 dargestellt. Mit weniger als 5 kWhel. pro Tag (untere Line) werden 2,0–3,5 m3 Grauwasser vollautomatisch zu hochwertigem Betriebswasser aufbereitet und zur Toilettenspülung bereitgestellt – darin enthalten ist auch der Energiebedarf zum Betrieb der Wärmerückgewinnungsanlage in Höhe von 0,25 kWh/m3. Bild 3 zeigt, dass in diesem Projekt ca. 25 % weniger Grauwasser anfällt als an Betriebswasser für die Toilettenspülung benötigt wird. Der Warmwasserverbrauch (Temperatur 60 °C) liegt deutlich über dem Grauwasseranfall und dem Betriebswasserbedarf. Der Wärmeertrag des im Mittel 31 °C warmen Grauwassers ist generell von der Grauwassermenge sowie der aktuellen Kaltwassertemperatur und dem Warmwasserbedarf abhängig. Im März – als die Trinkwassertemperatur 9 °C betrug – wurden 45 kWh aus 3,2 m3 Grauwasser gewonnen. Bedingt durch die automatische, kontinuierliche Reinigung des Wärmetauschers ist nach fast 2 Betriebsjahren keine zunehmende Belagbildung auf dem Wärmetauscher zu erkennen, was durch den unvermindert hohen Wärmeertrag zum Ausdruck kommt. Der Ertragsrückgang im Sommer ist damit in erster Linie auf die höhere Trinkwassertemperatur zurückzuführen.

Neben der hohen Betriebssicherheit und dem niedrigen Wartungs- und Energiebedarf legen Architekten und Investoren Wert auf: –– einen niedrigen Stellplatzbedarf (ca. 0,1 m2/P – etwa ein A4 Blatt/P), –– niedrige Baukostenerhöhungen (ca. 15–20 €/m2 Wohnfläche inkl. 2. Leitungsnetz, Einbau und Umsatzsteuer), sowie darauf, dass –– den Mietern kein spezielles Nutzerverhalten (z. B. dem Verbot bestimmter Haushaltschemikalien) abverlangt wird.

Diskussion der Monitoringergebnisse Die biologische Reinigung mittels Wirbelbettverfahren und UV-Desinfektion hat sich stets als sehr stabil erwiesen, auch dann, als zu Versuchszecken im Januar 2013 über 4 Wochen das Küchenabwasser des Gastronomiebetriebs eingeleitet wurde. Im Gegensatz zu Membranverfahren, wo die Membranmodule u. a. empfindlich auf Badezusätze, Fette und andere Haushaltschemikalien reagieren können und deshalb vom Hersteller regelmäßig regeneriert bzw. ausgetauscht werden müssen, werden mit dem Wirbelbettverfahren bei deutlich niedrigerem Energieaufwand selbst unter Einbezug der Waschmaschinen- und Küchenabwässer Standzeiten von deutlich über 10 Jahren erzielt, wodurch nur minimale Betriebskosten anfallen. Dass ca. 25 % Trinkwassernachspeisungen erforderlich waren, liegt daran, dass hier nur das Dusch- und Bade-

Bild 3. Schema zum Grauwasserrecycling mit vorgeschalteter Wärmerückgewinnung.

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Bild 4. Energie- und Wassermengenbilanzierung für den Monat März 2013. Mittelwerte: Kaltwassertemperatur 11,6 °C, Energierecycling 15,5 kWh pro m3 Grauwasser.

Tabelle 2. Monitoringdaten zum Passivhaus am Arnimplatz im ersten Betriebsjahr Verbrauchsdaten Jährl. Raumwärmebedarf (2011/2012)

102.000 kWh/a

Jährl. Wärmebedarf für WW (2011/2012)

101.000 kWh/a

Statistischer TW-Bedarf (123 P × 122 L/P/d)

5.477 m3/a

Wärmerückgewinnung (2012/2013)

13,34 kWhtherm./m3 12.000 kWh/a

Trinkwasserbezug 2013

3.400 m3/a

Warmwasserbedarf 2013

1.191 m3/a

Grauwasseranfall 2013

899 m3/a

Betriebswasserbedarf 2013

1.204 m3/a

abwasser aus den Wohneinheiten (110 Personen) in die Anlage eingeleitet und das Betriebswasser an eine größere Nutzergemeinschaft auch an das Gewerbe (Architekturbüro, Bioladen, Restauration, Schuhladen) mit ca. 13 Angestellten abgegeben wird. Würde sämtliches Grauwasser gesammelt – also auch das von den Gewerbeeinheiten inkl. dem aus den Waschmaschinen und Küchen – wäre der Nutzen erheblich höher (keine Trinkwassernachspeisungen, Betriebswassernutzung auch für Waschmaschinen, höhere Wärmeerträge etc.). Bild 5 zeigt den hier tatsächlich erzielten Nutzen für den Investor bzw. dessen Mieter sowie den Umweltnutzen des Systems – bezogen auf 1 m3 Grauwasser aus Badewannen und Duschen. Neben den Wasser- und Energieeinsparungen legen zunehmend mehr Investoren Wert auf die Kreditpunkte, die sie in diesem Zusammenhang bei einer Zertifizierung erhalten. Zu den klassischen Umweltnutzen (geringerer Energieverbrauch, weniger CO2 Emissionen und Umwelterwärmung) lässt sich auch der Nutzen für die Wasserver- und -entsorger (z. B. Entlastung der Grundwasserressourcen, geringerer Verbrauch an Betriebsmitteln, weniger Betonkorrosion und Ablagerungen im Kanalnetz) quantifizieren.

Über die Wärmerückgewinnung aus täglich ca. 3 m3 Grauwasser wird in diesem Projekt in einem Jahr so viel Energie (12.000 kWh) gewonnen, wie durch 33 m2 Solarkollektorfläche. Der Gesamtstrombedarf für den Anlagenbetrieb kann über ca. 18 m2 PV erzeugt werden. Allein durch die Wärmerückgewinnung werden jährlich mehr als 3.000 kg CO2 weniger emittiert. Eine Besonderheit an der Wärmerückgewinnung ist, dass sie den höchsten Wirkungsgrad im Winter, wenn eine Solaranlage kaum mehr Erträge erzielt, verzeichnet. Die Investitionskosten für das Wasser- und Energie recycling (Prototyp) inkl. den Kosten für das zweite Leitungsnetz verursachen hier Mehrkosten von ca. 20 €/m2 Nutzfläche. In Abhängigkeit von den örtlichen Wasserpreisen, den baulichen Voraussetzungen und guter Planung lassen sich relativ einfach Amortisationszeiten unter 10 Jahre erreichen. Das sich die Arbeitsgemeinschaft (Ingenieurbüro und Anlagenhersteller/Sanitärbetrieb) auch für den Anlagen betrieb verantwortlich zeigt, kommt dem Investor und der Hausverwaltung sehr entgegen, die jetzt ebenso problemlos wie zuvor vom örtlichen Wasserver- und -entsorger bedient werden.

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Bild 5. Darstellung von Aufwand und Nutzen des Grauwasserrecyclings mit vorgeschalteter Wärmerückgewinnung, normiert auf 1 m 3 Grauwasser. (Fotos/Abb.: nolde-partner)

Ausblick und Fazit Seit 2012 läuft die professionell betriebene Pilotanlage nach wie vor störungsfrei und durch die sich selbst reinigenden Anlagenkomponenten extrem wartungsarm. Die Wärmerückgewinnung – mit einer beispielhaft hohen Jahresarbeitszahl (JAZ) von 57 erzielt allein über Wärmetauscher einem Jahresertrag von 12.000 kWh/a. Ob bzw. ab wann sich der (zusätzliche) Einsatz einer Wärmepumpe mit einer niedrigeren JAZ lohnen könnte, um dem Abwasser mehr Wärme zu entziehen, wird momentan untersucht. Während die zentrale Wasserwirtschaft trotz diverser Energieeinsparmaßnahmen immer noch als größter kommunaler Stromverbraucher gilt – die Berliner Wasserbetriebe benötigen beispielsweise so viel Strom wie 280.000 Einwohner [BWB, 2015] – wird durch die hier dargestellte dezentrale Technologie fast dreimal so viel Primärenergie aus dem Grauwasser gewonnen wie zum Anlagenbetrieb der Recyclinganlage erforderlich ist, die über den Energiebeitrag hinaus auch noch hochwertig gereinigtes Betriebswasser bereitstellt. Dem Grauwasserrecycling wurden in einem weiteren Berliner Vorhaben (Block 6, nahe Potsdamer Platz) auch die hochbelasteten Grauwasserquellen – nämlich die aus Handwaschbecken, Waschmaschinen und Küchenabwässer – zugeführt. Dieses erfordert zwar einen etwas höheren Reinigungsaufwand, der sich aber aus ökologischen und betriebswirtschaftlichen Gründen auszahlt. Neuste Untersuchungen zeigen, dass auch das stärker belastete Grauwasser für die Wärmerückgewinnung geeignet ist und so gut geklärt wird, dass es seit 10 Jahren in einer Mietwohnanlage problemlos und zur vollsten Zufriedenheit der 250 Mieter für die Toilettenspülung und Grünflächenbewässerung, und

seit nunmehr 2014 wegen der hervorragenden Wasserqualität und Prozessstabilität auch für das urban farming ROOF WATER FARM – Projekt zur Fischzucht und Pflanzenproduktion in einem Gewächshaus genutzt wird [RWF, 2014]. Der Einleitung und Aufbereitung sämtlicher Grauwässer kann die Wärmeerträge verdoppeln, die Wirtschaftlichkeit verbessern und zu weiteren CO2 Einsparungen beitragen. Die dezentrale Wärmerückgewinnung ist ein wichtiger Baustein für alle Niedrigenergiehäuser. Sie liefert ganzjährig – insbesondere auch im Winter – einen deutlichen Anteil des erforderlichen Wärmebedarfs für die Warmwasserbereitung und senkt die Betriebskosten. Es ist höchste Zeit von der Abfallwirtschaft zu lernen, die auf eine getrennte Erfassung der einzelnen Wertstoffe basiert. Beim häuslichen Abwasser ist es sogar besonders einfach – hier reicht es aus, das Fäkalabwasser nicht mit dem Grauwasser zu vermischen. Ein zweites Leitungsnetz sollte demnach in keinem Neubau oder Sanierungsvorhaben fehlen. Literatur [EUWID, 2016] Wasser und Abwasser „Berlin: Nutzungspotenzial für Abwasserwärme gering.“ vom 19.01.2016 S. 1. [SenStadt 2007] Senatsverwaltung für Stadtentwicklung. Innovative Wasserkonzepte, S. 23. www.stadtentwicklung.berlin. de/bauen/oekologisches_bauen/download/modellvorhaben/betriebswasser_deutsch2007.pdf [RWF, 2014] www.roofwaterfarm.com [BWB, 2015] Berliner Wasserbetriebe, Das Jahr in Zahlen, S. 17, März 2015.

www.nolde-partner.de

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Nutzen

Nutzung der freien DWD-Stationsund Radardaten für das eigene Bewirtschaftungsgebiet in dem Messdatenmanagementsystem (MDMS) „AquaZIS“ Grundvoraussetzung für das Erreichen eines Zieles wie „Wasser wirtschaft 4.0“ ist, dass Daten digital existieren und erreichbar sind. Entscheidend für ihren Nutzen aber ist, dass sie passgenau für Ihren Arbeitsalltag selektiert und mit einem leistungsstarken Werkzeug verarbeitet werden können.

Der DWD veröffentlicht auf Basis des DWD-Gesetzes und § 3 der GeoNutzV seit dem Sommer 2014 einen Großteil seines Datenbestandes an Stations- und Radarniederschlagsmessungen zur freien Benutzung auf seinem Portal ftp://ftp-cdc.dwd.de/pub/CDC. Die Nutzung dieser Daten stellt den Planer und Betreiber eines Entwässerungssystems allerdings zunächst vor ein Problem, das da lautet: „Wie ziehe ich die relevanten Messdaten für mein individuelles Bewirtschaftungsgebiet aus dem gesamtdeutschen DWDDatenpool heraus?“ Ein spezifisches Leistungsmerkmal des MDMS AquaZIS ist, den geografischen Bezug Ihres Bewirtschaftungsgebietes zu kennen (Bild 1) und hierfür alle relevanten Messdaten aus dem DWD-Portal herauszufiltern. Hierauf aufsetzend können automatisch alle Messdaten übernommen und dauerhaft aktualisiert werden. Bedeutend ist dieser große Mehrwert für alle Planungen entwässerungstechnischer Anlagen und Sie erzielen

Bild 1. Geografischer Bezug in AquaZIS

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Nutzen

Bild 3. Trend bei TW-Tagen und Niederschlag

einen erheblichen Erkenntnisgewinn bei der Betriebsbegleitung. Der Niederschlag, die Temperatur und die Verdunstung sind die ursächlich treibenden Kräfte in der Stadtentwässerung. Deutlich zeigt sich im folgenden Beispiel (Bild 2) eine mittlere Zunahme der Lufttemperatur von 0,026 °C/Jahr, was in den letzten 80 Jahren einen Anstieg von 2 °C darstellt. Für das Entlastungsverhalten von Regenbecken ist sowohl die Auswertung der Anzahl von Trockenwettertagen/ Jahr relevant, als auch die Entwicklung der Niederschlagjahressummen. Im Bild 3 ist der signifikante Trend für beide Parameter deutlich zu erkennen. In dem MDMS AquaZIS kann aber nicht nur die langjährige Entwicklung der meteorologischen Belastung eines Entwässerungssystems beurteilt, sondern auch das flächendifferenzierte Wettergeschehen abgebildet werden. Mit den Radarniederschlagsdaten lässt sich die regionale Belastung des Entwässerungssystems hervorragend nachvollziehen, sowohl in Niederschlagssummen (Bild 4), als auch in der statistischen Auswertung des Starkregenindexes (Bild 5) SRI7 nach Prof. Theo G. Schmitt. Die Ergebnisse werden auf Knopfdruck grafisch in der Fläche dargestellt und in Tabellen präsentiert. Mit den 5-Minutensummen des Radarniederschlags aus dem RADOLAN-RY-Produkt des DWD sind die Belastung des Entwässerungssystems und die statistischen SRI7Starkregenindices noch wesentlich signifikanter darzustellen, aber leider ist dieses Produkt z. Zt. noch nicht kostenfrei verfügbar. Die DWD-Daten helfen entscheidend bei der Beurteilung des Abflussverhaltens eines Entwässerungssystems. Mit vergleichsweise geringem Aufwand können Sie ebenfalls die Messdaten Ihres Entwässerungssystems aus

Bild 4. Niederschlagsummen der Radarpixel

Bild 5. SRI7 der Radarpixel

Bild 2. Lufttemperatur der letzten 80 Jahre

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Nutzen

Bild 6. Entlastungsverhalten

Bild 7. Fremdwasserspende

einem Prozessleitsystem und aus offline betriebenen Datensammlern an AquaZIS anschließen und gewinnen damit ein leistungsstarkes Langzeit-Monitoring System. Mit AquaZIS kann man z. B. sehr einfach und exakt das tatsächliche Entlastungsverhalten der Regenbecken erfassen (Bild 6) und das Fremdwasseraufkommen dia gnostizieren (Bild 7). Produziert werden u. a. auf Knopfdruck: –– TW-Tage –– Einstau- und Entlastungsereignisse in Anzahl, Tagen und Dauer –– Entlastungsvolumina –– Weiterleitungsvolumina –– Abflussspenden –– Mittlerer Trockenwettertagesgang –– Fremdwasserspenden, Fremdwasseranteil, Fremdwasserzuschlag und Fremdwasserfracht nach unterschiedlichen Berechnungsmethoden • Gleitendes 21-Tage-Minimum • Jahresschmutzwassermenge • Nachtminima –– Niederschlagabflussanteile, Abflussspenden und Abfluss beiwerte nach unterschiedlichen Methoden

Den praxisorientierten Mehrwert generiert das MDMS AquaZIS in der Betriebsbegleitung u. a. durch folgende Leistungsmerkmale: –– Nutzung der kostenfreien DWD-Daten für die Belastungsermittlung Ihres Entwässerungssystems –– Bestimmung der lokalen Trockenwettertage –– Exakte Erstellung von Nachweisen für die Selbstüberwachungsverordnungen –– Gewinnung belastbarer Grundlagen für eine bedarfsgerechte Planung und Dimensionierung neuer Bauwerke –– Optimierung des Netzbetriebs –– Faktensammlung für die Bewilligung von Landeszuschüssen bei der Sanierung bestehender Systeme, z. B. beim Nachweis eines sehr hohen Fremdwasseranteils –– Vermeidung von Fehlinvestitionen, die sehr schnell eine Million € überschreiten können

Alle Auswertungen und Ergebnisse werden in interaktiven Grafiken präsentiert und in Tabellenform zusammengefasst. Mit den Grafiken können Sie die Plausibilität der Grunddaten und der Auswertungsergebnisse überprüfen. Ohne Grafiken blieben diese Unsicherheiten der tabellarischen Ergebnisse in der Blackbox der Berechnungsmethoden verborgen.

(Abb.: aquaplan)

Dipl.-Ing. Gerhard Langstädtler, aqua_plan Ing.-Büro für Problemlösungen in Hydrologie und Umweltschutz mbH

www.aquaplan.de

IFAT 2016: DWA-Gemeinschaftsstand Eingangshalle West Stand Nr.: MG 04

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Nutzen

Nachhaltiges dezentrales Regenwassermanagement Regenwassernutzung in drei Phasen Das anfallende Regenwasser in den eigenen Grundstücksgren zen zu belassen, ist das Ziel der neuen Wassergesetze der hol ländischen Regierung in Zusammenarbeit mit den niederländi schen Gemeinden. Die Gemeinde Tytsjerksteradiel ist durch die Installation eines ausgewogenen dezentralen Regenwassersys tems in ihrem Rathaus ein Pionier auf diesem Gebiet. Diese An lage ist ein hervorragendes Beispiel für ein modernes und nach haltiges Regenwassermanagement. Die Anlage besteht aus drei wichtigen Komponenten (Bild 1). Das Regenwassersystem in Tytsjerksteradiel ist einzigartig in den Niederlanden. Das dezentrale System besteht aus drei Phasen: Regenwassernutzung, Versickerung und Retention. In der ersten Phase werden 30.000 l Regenwasser in zwei Betonzisternen gespeichert. Dieses gefilterte Regenwasser wird genutzt, um die Toiletten im Rathaus zu spülen.

Regenwassernutzung Viele denken, dass es bei der Regenwassernutzung nur ums Wassersparen geht. Dies ist aber nicht nur der Fall, sagt Fred Prins, einer der Geschäftsführer der GEP Wasser management GmbH. „Die Regenwasserbewirtschaftung ist viel umfangreicher“, so Prins und führt weiter aus. „Das traditionelle Bild des Wasserkreislaufes hat sich seit Jahrzehnten nicht verändert. Ursprünglich fiel das Regenwasser auf den Boden, ein Teil davon floss in die Flüsse, ein

anderer Teil wurde von Vegetation und Boden absorbiert. Dies hat sich drastisch durch die erhöhte Städtebauentwicklung oder die zunehmenden Starkregenereignisse durch den Klimawandel geändert. Nur noch kleine Mengen Regenwasser versickern heute im Boden. Große Mengen werden häufig über weite Strecken durch die Kanalisation abgeleitet. Dadurch entstehen große Probleme bei enormen Regenereignissen. Örtliche Probleme, wie überflutete Straßen oder überschwemmte Keller sind nach diesen Platzregen keine Seltenheit. In den letzten 10 Jahren beobachten wir eine konstant ansteigende Menge an Regen mit extrem großen Wassermassen innerhalb kurzer Zeitspannen. Der Klimawandel ist sichtbarer als je zuvor. Die Lösung dieses Problems ist aus unserer Sicht der eigentliche Schwerpunkt der Regenwassernutzung“, sagt Prins. „Wenn wir uns die aktuellen Regenschauer ansehen, erkennen wir ein gewisses Muster. Der Zweck der Regenwassersysteme ist es, das anfallende Regenwasser nicht einfach in die Kanalisation ablaufen zu lassen, sondern es zu sammeln und sinnvoll zu nutzen bzw. es sinnvoll dem ursprünglichen Kreislauf wieder zuzuführen. Dies reduziert den Druck auf die Kanalisation auf eine kontrollierte Art und Weise. Die Idee hinter diesem System ist es, Überschwemmungen und Wasserprobleme zu verhindern. Die Problembewältigung sollte aus unserer Sicht am Anfang des niedergehenden Regens geschehen und nicht am Ende, wie es seit Jahren gehandhabt wird.“

Bild 1. Prinzip der dezentralen Regenwassernutzung: 1. Phase Regenwassernutzung, 2. Phase Versickerung, 3. Phase Retention

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Phase 1 – Regenwassernutzung Die erste Phase des Regenwassersystems in Tytsjerksteradiel besteht aus einer Regenwassernutzung für die Toilettenspülung im Rathaus. Eine typische Frage bei diesem Thema ist: „Was springt da für mich raus?“ Dies kann relativ klar beantwortet werden: „Eine spürbare Einsparung auf den Wasserrechnungen der nächsten Jahre.“ Der Regenwassertank wird nur sehr selten vollständig gefüllt sein, da fast jeden Tag das Wasser für die Toilettenspülung entnommen wird. Der leere Teil des Behälters dient, neben der Speicherung des Wassers für die Nutzung, bei (Stark-) Regenereignissen als zusätzlicher Puffer (Bild 2).

Phase 2 – Versickerung Sollte die Zisterne aus Phase 1 bei großen Regenereignissen tatsächlich einmal voll sein, fließt das Wasser in eine nachgeschaltete unterirdische Versickerungsanlage. Dies ist die zweite Phase des gesamten Systems, bestehend aus einer großen Reihe von Versickerungs-Boxen, in denen das Regenwasser zwischengespeichert und anschließend langsam in den Boden versickert. Eine gestreckte Reihe wurde in diesem Bauvorhaben erstellt, um das Verhältnis zwischen Speichervolumen und Versickerungsoberfläche zu maximieren. Zudem hatte auch der zur Verfügung stehende Platz rund um das Rathausgelände Einfluss auf die Anordnung der Versickerungs-Boxen.

Phase 3 – Retention Sofern die Versickerungsanlage auch einmal voll sein sollte, tritt die dritte Phase des Systems auf den Plan. Die Retention des Regenwassers. Dieser Retentionsspeicher besteht aus einem Gesamtvolumen von 10.000 l. Der obere Teil des Tanks wird genutzt um einen Retentionspuffer zu erzeugen. Dadurch werden Baukosten reduziert. In diesem Retentionsspeicher wird das Regenwasser vorübergehend zwischengespeichert und fließt schließlich mittels der Schwerkraft durch eine Retentionsentnahme ab. Die Retentionsentnahme wurde, entsprechend der im Vorfeld festgelegten Ablaufwerte, eingestellt.

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Dieses ausgewogene Regenwassernutzungssystem hat eine Reihe von Vorteilen: – Vorteile für die Nutzer des Gebäudes Die Vorteile für die Nutzer des Gebäudes sind klar. Ein durchschnittlicher Mitarbeiter verbraucht ca. 135 l Trinkwasser pro Tag. Mehr als die Hälfte dieses Trinkwassers wird für Anwendungen genutzt, welche kein kostbares Trinkwasser benötigen. Wie etwa der Toilettenspülung oder der Gartenbewässerung. Neben der Einsparung von ca. 50 % des Trinkwassers ist es oft sogar besser Regen- statt Trinkwasser zu nutzen, da Regenwasser weniger Calzium enthält. Mit einer Regenwassernutzung gehören Probleme durch Urinablagerungen in WC oder Urinal der Vergangenheit an. Da keine Duschen oder Badewannen im Rathaus von Tytsjerksteradiel vorhanden sind, liegt der Wasserverbrauch in erster Linie bei der Toilettenspülung und der Gartenbewässerung. Die somit zu erwartende Wassereinsparung auf der Abrechnung beträgt mehr als 80 %.

Rainwater buffering Rainwater infiltration Rainwater usage

Bild 2. Regenwasserspeicherung – Regenwasserversickerung – Regenwassernutzung

– Vorteile für die Umwelt und die Gesellschaft Ein wichtiger Beitrag der Anlage an der Umwelt, liegt im beispielweise im relativ konstant bleibenden Grundwasserspiegel dank der Versickerungsanlage. Dies verhindert eine Austrocknung des Bodens. Zudem wird die Menge an Regenwasserablauf in die Kanalisation, dank der Nutzung,

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der Versickerung und der Retention, fast vollständig kalkulierbar. Dieses dezentrale Wassermanagement sorgt für deutlich sinkende Schäden bei Starkregenereignissen.

Das Regenwasser-System im Betrieb ,,Ein Regenwassersystem in einem neuen Gebäude zu installieren ist nicht schwierig, es aber in ein bestehendes nachträglich zu platzieren ist erheblich komplizierter“, sagt Bernard Postma, Geschäftsführer von Bouma Installationstechnik, welche das System im Rathaus von Tytsjerksterdiel installiert hat. Das Rathaus von Tytsjerksteradiel war ein bestehendes Gebäude, womit die Herausforderung eines solchen nachträglichen Einbaus da war. Die Gemeinde wollte daher den gesamten Aufwand an Arbeit und Zeit so gering wie möglich halten. Deshalb hat sich die Gemeinde für einen fertig vormontierten Tank und ein anschlussfertiges Pumpensystem entschieden, um die Montage- und Einbauzeit so gering wie möglich zu halten. Die beiden Regenwassertanks haben eine Kapazität von zusammen ca. 30.000 l und sind werkseitig mit Filter und einer automatischen Filterreinigung ausgestattet. Die Doppelpumpenanlage mit der Steuerungseinheit wurde im Technikraum des Kellers installiert. Die Steuerung schaltet automatisch zwischen Trink- und Regenwasser um, sobald die Außenbehälter leer sein sollten. Dieses KIWA und Belgaqua zertifizierte System von GEP war der Gemeinde wichtig um eine hohe Betriebssicherheit der gesamten Anlage zu gewährleisten (Bild 3).

Wartung und Service Die Planung und Auslegung des Systems wurde durch den Hersteller gemacht. Wir haben dann die Installation ledig-

Bild 4. Veranschaulichung: Betonzisterne mit Ausschnitt vom Filterschacht (Abb.: GEP-Regenwasser)

lich durchgeführt. Aber auch das Thema Wartung und Service sind für uns wichtig“, sagt Taede Algra, verantwortlich für den Bereich Service und Wartung bei Bouma Installa tionstechnik. „So reduziert z. B. die automatische Filterreinigung im Trident Regenwasserfilter die Anzahl der Wartungen auf einmal jährlich. Außerdem hat uns der Hersteller zu einer Schulung in sein Werk eingeladen, damit wir im Notfall auch schnell und kompetent an der Anlage einen Service durchführen könnten. Durch diese Schulung ist es nun vielen unserer Mitarbeiter möglich, den Fehler selbstständig zu ermitteln und eine Reparatur durchzuführen“, so Algra. „Wir sehen Regenwassersysteme als eine passende und willkommene Möglichkeit, unser Produktportfolio zu erweitern. Regenwassersysteme fügen sich hervorragend in unsere Unternehmensphilosophie ein und die auszuführenden Gewerke passen gut zu den bestehenden Tätigkeiten.“ (Bild 4) www.gep-regenwasser.de

Bild 3. Automatische Filterreinigung im Einsatz

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Professionelles Wassermanagement Die Möglichkeit, teures Trinkwasser mittels semi- oder dezentra ler, großvolumiger Speicherlösungen durch Regenwasser zu er setzen und sich so langfristig von steigenden Bezugspreisen und Abwassergebühren abzukoppeln, wird für Bauträger und Groß verbraucher immer interessanter. Neben den wirtschaftlichen Komponenten taugt das Wassermanagement auch als ökologi sches Vermarktungsargument. RIKUTEC bietet hier Lösungen für bis zu 52.500 l Speichervolumen an. Moderne Regenwasserbewirtschaftung eröffnet alternative Lösungen, um sich bei vergleichsweise geringem Investi tionsaufwand und kurzer Amortisationsdauer langfristig von steigenden Ressourcenkosten abzukoppeln, denn Regenwassernutzung bringt eine erhebliche Einsparung von Trinkwassergebühren. Durch eine Zisterne gewonnenes Wasser ist hygienisch einwandfrei und sofort als Brauchwasser einsatzbereit. Von Toilettenspülung in Schulen, Hotels und Verwaltungs gebäuden über verschiedenste Einsatzbereiche in Gärtnereien, öffentlichen Grünanlagen und Sportplätzen bis hin zu Industriewäschereien und Autowaschanlagen gibt es zahlreiche Brauchwasserbereiche, die mit Hilfe einer Regenwasserzisterne versorgt werden können. Für Städte, Kommunen oder privatwirtschaftliche Großprojekte gilt es zunehmend den Energieverbrauch zu senken und Ressourcen effizienter zu nutzen. Neben den kosteneinsparenden Effekten moderner Wasserwirtschaft treten hier auch immer mehr Vermarktungsargumente auf den Plan – Stichwort „Greenwashing mit Regenwasser“: In Zeiten von Klimawandel und steigenden Energiekosten ist die Regenwassernutzung zugleich auch ein Marketingaspekt für Bauträger und Investoren und ein schlagkräftiges Argument für kommunale und städtische Entscheidungsträger.

AQUA’TERNE 204 – die Profilösung für modernes Wasser management Die Tankserie AQUA’TERNE 204 der Firma RIKUTEC ist eine individuelle Lösung für eine Vielzahl von Brauchwasser-Einsatzbereichen, mit einer zwanzigjährigen Garantie

Bild 2. Einsatzgebiete der modernen Regenwassernutzung (Foto/Abb.: Rikutec)

auf den Behälterkorpus. Die Tankgröße kann dabei zwischen 5.000 und 52.500 l variieren. Bei Projekten und Bauvorhaben mit einem höheren Volumenbedarf können mehrere Tanks zu einem System kombiniert werden. Alle AQUA’TERNE 204-Tanks sind aus doppelwandigem, umweltfreundlichem, hochmolekularem Polyethylen (HDPE) gefertigt und damit deutlich leichter als Betonzisternen. Das größte Modell erreicht bei einem Fassungsvermögen von 52.500 l und einer Länge von knapp 20 m gerade einmal 3.080 kg Gewicht, wodurch ein kosteneffizienter Trans-

Bild 1. Bereit für den Transport: AQUA’TERNE 204 mit einem Volumen von 52.500 Litern

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port und Einbau garantiert ist. Die grundwasserstabilen AQUA’TERNE-Zisternen werden im Erdreich eingelassen, womit sie vor Frost geschützt sind. Nach dem Einbau steht die Fläche weiterhin zur Verfügung: Der Behälterkorpus ist durch seinen doppelwandigen Aufbau mit einer äußeren Verrippung und einer glatten Innenwand besonders stabil und ist mit einer Achslast von 11,5 t befahrbar. Zusätzlich ist auch eine LKW-befahrbare Abdeckung als separates Zubehör erhältlich.

Praktische und individuelle Lösungen Durch den Einsatz von verschiedenen Pumpen- und Systemsteuerungen vom Typ Aqua’System 75/100 sowie Industriefilteranlagen wird die AQUA’TERNE 204 zu einer vollwertigen professionellen Anlage mit zahlreichen Einsatzmöglichkeiten wie Toilettenspülung, Grünanlagenbewässerung, Löschwasserbevorratung für den Brandschutz, Betriebswasserkreisläufe in der Produktion sowie für industrielle Kühlkreisläufe und vielem mehr. Darüber hinaus eignen sich die großvolumigen Baureihen auch zur Regenwasserrückhaltung, was insbesondere bei dem immer häufigeren Starkregen und in Folge überlasteten Kanalisationsanlagen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Für den Gebäudeanschluss müssen lediglich zusätz liche Rohrleitungen für das Brauchwasser eingeplant wer-

den, da das Regenwasser dank des lebensmittelechten Materials zwar hygienisch einwandfrei ist, aber nicht barrierefrei an das bestehende Trinkwassernetz angeschlossen werden darf (DIN 1988). Referenzen Paris, Frankreich – Mit einem Gesamtvolumen von 70.000 l wurde 2012 die neue Abflughalle des Flughafen Charles de Gaulle auf Regenwassernutzung umgestellt. Hier werden nun 20 Toiletten mit Regenwasser gespült. Freuchtwangen, Deutschland – Das „Lebenshelfe-Werk“ in Feuchtwangen nutzt eine 52.500-l-Anlage zur Bewässerung ihrer Außenanlagen sowie der Toilettenspülung im kompletten Gebäude und die Reinigung von Arbeitskleidung für 245 Personen in der hauseigenen Wäscherei. Bern, Schweiz – Eine Batterieschaltung aus zwei Tanks mit je 50.000 l wird hier zur Bewässerung von Trainingsplätzen genutzt. Die Zisternen wurden kommunizierend verbunden, so dass in beiden Behältern die gleiche Füllhöhe vorhanden ist.

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Rückhalt, Abflussverzögerung, Speicherung – Regenwassermanagement auf dem (begrünten) Dach Regenwasserbewirtschaftung mit Dachbegrünung heute und morgen Aufgrund des hohen Flächenverbrauchs, des damit einhergehenden Versiegelungsgrads, und des Klimawandels mit immer häufigeren Extremniederschlägen müssen die Siedlungswasserwirtschaftler ihre Strategien zur Regenwasserbewirtschaftung anpassen. Weitere Handlungsschwerpunkte sind die begrenzte Aufnahmekapazität der bestehenden Kanalisation, der Hochwasserschutz mit stärkerer Umsetzung des Überflutungsnachweises nach DIN 1986-100 und das eingeschränkte Platzangebot in Innenstädten für einen 30 oder sogar 100-jährlichen Rückhalt. Die neuen Vorgaben in der Flächenplanung orientieren sich am unbebauten Zustand und dessen natürlichen Wasserhaushalt. Das bedeutet, dass die Situation des Wasserhaushalts hinsichtlich Verdunstung, Versickerung und Abfluss auch nach der Bebauung dem Zustand vor dem Eingriff entsprechen soll. Das führt dazu, dass immer mehr Städte und Gemeinden klare Vorgabe zur maximalen Abflussspende eines ausgewiesenen Industrie- oder Neubaugebietes festlegen. So entstehen nicht nur neue Anforderungen in der Planung, sondern es werden auch kostenneutrale bzw. günstige Alternative zu herkömmlichen Rückhaltemaßnahmen gesucht.

Leistungsfähigkeit begrünter Dächer: Wasserspeicher und Abflussverzögerung Für Dachbegrünungen lassen sich in Abhängigkeit des Schichtaufbaus bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihres Wasserhaushaltes (Speicherung, Abfluss) beschreiben. –– Wasserrückhalt [l/m2]. Speicherung des Niederschlagwassers –– Spitzen-Abflussbeiwert [C]. Abflussminderung- und verzögerung –– Abflussspende [l/sxha]. Einstellbarer, gedrosselter Abfluss

Bild 1. Begrünte Dächer als natürliche Regenrückhaltebecken in dicht besiedelten Städten

Bild 2. Intensive Dachbegrünungen halten bis zu 99 % des Niederschlagwassers zurück

Im Folgenden werden die Leistungsfähigkeiten dieser drei Gruppen näher beschrieben werden.

Wasserrückhalt. Speicherung des Niederschlagwassers Eine Dachbegrünung kann in Abhängigkeit ihres Schichtaufbaus eine bestimmte Menge an Niederschlagswasser aufnehmen. Was darüber hinaus an Regen anfällt kann nicht mehr im Aufbau gespeichert werden und fließt zeitlich verzögert ab. Die Substrate haben durch die Vorgaben der FLL-Dachbegrünungsrichtlinie einen Mindestwert, wieviel Wasser gespeichert werden muss. Bei Extensivbegrünungen sind das 35 l/m2 und bei Intensivbegrünungen 45 l/m2 (jeweils bei mehrschichtiger Bauweise). Bei den Dränagen ist der Spielraum der Wasserspeicherung viel größer, da hier das Hauptaugenmerk auf Wasserableitung gerichtet ist. So gibt es auf der einen Seite Dränagen ohne und auf der anderen Seite Produktlösungen mit extrem hohem Wasserspeicher. Bei der Verwendung speziell entwickelter Dränageplatten, wie beispielsweise der Mäanderplatte Typ 60, lassen sich 17–32 l/m2 Niederschlagswasser speichern. Die Dränage- und Wasserspeicherplatte 60 ist so konzipiert, dass sie 17 l Wasser in ihrem permanenten Speicher aufnehmen kann und weitere 15 l für kurze Zeit im temporären Speicher verbleiben. So kann der komplette Aufbau (12 cm Gesamtaufbau, bei 6 cm Dränage und 6 cm Extensivsubstrat) 38–53 l/m2 Niederschlagswasser aufnehmen. Zum Vergleich die Wasserrückhaltewerte weiterer gängiger Dachbegrünungslösungen: –– 8 cm Gesamtaufbau, Sedum-Kraut-Vegetation: 25 l/m2 –– 10 cm Gesamtaufbau, Sedum-Gras-Kraut-Vegetation: 30 l/m2 –– 30 cm Gesamtaufbau, Stauden-Gehölze-Vegetation: 130 l/m2 –– 60 cm Gesamtaufbau, Stauden-Bäume-Vegetation: 250 l/m2

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Bild 3. Die speziell zur Abflussverzögerung konzipierte Mäanderplatte 30

Bild 5. Die Optigrün-Wasserretentionsbox WRB bei der Verlegung …

Definierter Spitzen-Abflussbeiwert. Abflussminderungund verzögerung

Einzelnachweise nach FLL für bestimmte Gründach systeme Ein Dachbegrünungssystemaufbau mit einer extrem niedrigen Abflusskennzahl ist die das „Retentionsdach“ Typ Mäander 30 mit einer Abflusskennzahl von nur 0,01. D. h., dass während des 15-minütigen Bemessungsregens nur 1 % der aufgebrachten Niederschlagsspende abfließen sind und 99 % im Gründachsystem verbleiben. Die Prüfung erfolgt standardmäßig nach vorlaufender aufbausättigender Beregnung und 24-stündigem Abtropfen. Die Systemlösung hat den folgenden Aufbau: –– Schutz- und Speichervlies Typ RMS 300 –– Mäanderplatte 30 (3 cm hoch) –– Filtervlies Typ 105 –– 6 cm Extensivsubstrat Typ E –– Vegetation

Abflussbeiwerte nach DIN 1986-100 In der Fassung 2008 stehen für Dachbegrünungen nur zwei Werte drin: Extensivbegrünung unter 10 cm mit C = 0,5 und Extensivbegrünung über 10 cm und Intensivbegrünung mit C = 0,3. In der derzeit in Überarbeitung befindlichen Neufassung der DIN 1986-100 werden die Abflussbeiwerte C viel differenzierter betrachtet (in Abhängigkeit der Schichthöhe Gründach) und zwischen „Spitzenabflussbeiwert Cs“ und „Mittleren Abflussbeiwert Cm“ unterschieden. Erwähnenswert ist, dass die DIN 1986-100 auf die FLL-Dachbegrünungsrichtlinie verweist. FLL-Dachbegrünungsrichtlinie (2008) Die FLL stellt zum einen eine Übersicht der Wasserrückhaltwerte im Jahresmittel (Jahresabflussbeiwerte) dar und zum anderen die Spitzenabflüsse in Form der Abflusskennzahlen C. Die Werte gelten in Abhängigkeit der Aufbauhöhe des Gründachs pauschal für Deutschland, bringen jedoch die Hinweise, dass sich die Rückhaltewerte verschlechtern können, wenn Dränageschichten mit großer Dränleistung verwendet werden und dass die Abflusskennzahl von Gründachsystemaufbauten nach einem speziellen Prüfverfahren ermittelt werden können.

Bild 4. Die Wasserretentionsbox WRB: leicht und bis zu 95 % Wasserrückhaltevolumen

Das Wirkungsprinzip der Mäanderplatte ist einfach und funktional zugleich – nach dem Vorbild der Natur fließt das Wasser schleifenförmig wie bei einem mäandrierendem Fließgewässer von einer Kammer in die andere.

Maximale Abflussspende. Einstellbarer, gedrosselter Abfluss Mit der Systemlösung „Retentionsdach“ Typ „Drossel“ in den beiden Varianten „Grün“ und „Verkehr“ gibt es innova-

Bild 6. … und kurze Zeit später begrünt und begehbar und der Wasserspeicher unsichtbar darunter

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Bild 6. Das „Retentionsdach“ Typ Drossel als berechenbares Modul für Wasserspeicher und maximale Abflussspende auf dem Dach (Fotos/Abb.: Optigrün)

tive Lösungsansätze, um einen vorgegebenen Maximalabfluss einzustellen. Sie wurde schon vor vielen Jahren entwickelt und nun verfeinert, um vorhandenen Retentionsraum auf Dächern zu nutzen und in das projektbezogene Regenwassermanagement zu integrieren. Das Grundprinzip sieht wie folgt aus: auf dem Dach wird ein Wasserspeicher (Stauraum) geschaffen, über dem entweder eine Dachbegrünung (extensiv bzw. intensiv) oder eine Verkehrsfläche (begeh- bzw. befahrbar) eingebaut wird. Basis des Systems ist die Wasserretentionsbox WRB 85, die in Verbindung mit einer Ablaufdrossel ein mögliches Wasseranstauvolumen von bis zu 80 l/m2 haben kann. Am effektivsten funktioniert das Retentionsdach „Drossel“ auf einem 0-Grad-Dach. Entscheidender Baustein des Systems ist die Drossel am Dachablauf, deren Anstauhöhe usw. mit dem EDV-Simulationsprogramm „RWS“ exakt berechnet werden kann. Dabei spielen u. a. die regionalen Niederschläge und das gewünschte Abfluss-Ergebnis eine Rolle. Mit dem Retentionsdach Typ „Drossel“ lässt sich die maximale Abflussspende bis auf 1–10 l/s x ha einstellen und dessen Verweildauer steuern. Beim Retentionsdach Typ „Drossel Grün“ wird die Wasserretentionsbox mit Kapillarsäule bestückt, um hier einen kapillaren Wasseraufstieg in das Substrat zu fördern, um das rückgestaute Wasser zur Bewässerung und Verdunstung zu nutzen. Der Aufbau für die Variante „Drossel Gründach“ sieht wie folgt aus:

Neu

– – – –

Schutz- und Speichervlies Typ RMS 900 Wasserretentionsbox WRB 85i Saug- und Kapillarvlies Typ 500 K 6–15 cm Extensivsubstrat Typ E bzw. 20–35 cm Intensiv- oder Rasensubstrat Typ i oder R – Vegetation (je nach Begrünungsart: Ansaat, SedumSprossen, Vegetationsmatten bzw. Pflanzung)

Zusammenfassung und Ausblick Begrünte Dächer speichern je nach Schichtaufbau, System und Niederschlagsregion eine bestimmte Menge an Wasser und geben das Überschusswasser auch noch zeitverzögert an die Kanalisation oder Versickerungsanlage ab. Die angeführten Werte von Wasserrückhaltung, Abflusskennzahlen und Abflussspitzen sind in den letzten Jahren von verschiedenen Seiten ermittelt worden, so dass sie auf einer breiten und seriösen Basis stehen. Diese gesicherten Daten sollten noch viel öfters in der Siedlungswasserwirtschaft berücksichtigt werden. Dr. Gunter Mann und Dipl.-Ing. Tobias Klinger, Optigrün international AG www.optigruen.de

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Dachaufbau reduziert Hochwassergefahr Das neue Retentions-Gründach von ZinCo Die Ökologie des Wasserkreislaufes ist empfindlich gestört – aus den bekannten Gründen: Klimawandel, anhaltend hohe Flächen versiegelung … – und mit den bekannten Folgen: Zunehmende Starkregenereignisse, Überflutungen und die Reduzierung des Grundwasserspiegels. An diesem Punkt kommt die Dachbegrü nung ins Spiel, die wichtige, zusätzliche Grünflächen in dichter Bebauung schafft. Jede Dachbegrünung speichert eine gewisse Menge Regenwasser und lässt dieses Wasser zeitverzögert ab fließen bzw. auf dem Dach verdunsten. Das neue RetentionsGründach von ZinCo vervielfacht nun ganz gezielt diesen Rück halte-Effekt und gleicht damit Niederschlagsspitzen effektiv aus. Eine vielversprechende Lösung 2015 wurden laut Bundesumweltministerium täglich 69 ha neue Siedlungs- und Verkehrsflächen ausgewiesen. Das entspricht einer Flächen-Neuinanspruchnahme von knapp 100 Fußballfeldern pro Tag. Die anhaltend hohe Versiegelungsrate bewirkt, dass Regenwasser nicht mehr im Boden versickern kann und die kommunalen Entwässerungssysteme bei Starkregenereignissen schnell überlastet sind – mit der Folge von Überflutungen. Maßnahmen zur Entsiegelung werden immer wichtiger, so setzen Städte z. B. Dachbegrünungen in Bebauungsplänen fest und honorieren das Wasserrückhaltevermögen von Gründächern mit reduzierten Abwassergebühren. Dieses Rückhaltevermögen heißt im Fachjargon Retention (lat. retinere = zurückhalten) und bietet beachtliches Potential.

Wirkung der Retention Das Rückhaltevermögen dient der Dämpfung und zeitlichen Streckung von Niederschlagsspitzen. Nach den Richtlinien des Deutschen Wetterdienstes wird im Bundesgebiet von Starkregen ab einer Menge von mehr als 5 l/m2 innerhalb von 5 Minuten, mehr als 10 l/m2 in 20 Minuten oder mehr als 17 l/m2 in einer Stunde gesprochen. Starkregen

Bild 1. Der Abstandshalter (Spacer) eröffnet Raum für die Wasserspeicherung, während oberhalb davon jede Form von Dachbegrünung und Dachnutzung denkbar ist.

Bild 2. Das Drossel-Element verfügt über eine Drossel-Öffnung sowie einen nach oben verlängerten Überlauf. Es wird innerhalb des Kontrollschachtes auf den Gully gesteckt.

kann jedoch wesentlich heftiger ausfallen. Am 28. Juli 2014 hat es in Münster 292 l/m2 innerhalb von sieben Stunden geregnet. Und in solchen Situationen trägt jede einzelne Dachbegrünung zur Entlastung der Kanalisation bei. Eine gewöhnliche Extensivbegrünung speichert z. B. in ihrem Begrünungsaufbau zwischen 20 und 40 l/m2 Wasser, eine Intensivbegrünung zwischen 50 und 100 l/m2, in Einzelfällen sogar darüber. Hinsichtlich Hochwassergefahr soll die Dachbegrünung also möglichst viel Wasser speichern können. Andererseits führt aber ein Zuviel an pflanzenverfügbarem Wasser zu Vegetationsumbildungen und damit zu einem erhöhten Aufwand an Pflege oder gar zu Staunässe und Wurzelfäulnis. Daher hat ZinCo das neue Retentions-Gründach zweiteilig aufgebaut – RetentionsVolumen und der eigentliche Begrünungsaufbau sind getrennt.

Bild 3. Das angestaute Wasser fließt über das Drossel-Element langsam ab. Fällt noch mehr Regen, greift der Überlauf.

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Bild 4. Systemaufbau des Retentions-Gründachs: Systemerde, Systemfilter, Dränage-Element, Speicherschutzmatte, Spacer (Abstandshalter), Schutzlage sowie wurzelfeste Abdichtung

Bild 5. Die Spacer von ZinCo ermöglichen gezielte Wasserspeicherung auf dem Dach und zeitverzögerten Abfluss. Das entlastet die Kanalisation enorm.

Und so funktioniert es

So sind im Grunde alle Dachbegrünungs- und Nutzungsformen möglich, auch Geh- und Fahrbeläge. Diese Zweiteilung ermöglicht also, dass sehr viel Wasser gespeichert werden kann, unabhängig davon, wieviel Wasser die Begrünung selbst braucht und ohne Risiko der Vegetationsumbildung oder Staunässe.

Beim neuen Retentions-Gründach wird unterhalb des Begrünungsaufbaus ein sogenannter Abstandshalter (Spacer) verwendet. Die Höhe der Spacer ist variabel wählbar. So ermöglicht z. B. ein 10 cm hoher Spacer eine RegenwasserSpeicherung von rund 80 l/m2 – gefälleloses Flachdach mit entsprechender Baustatik natürlich vorausgesetzt. Damit lässt sich also das Retentionsvermögen der Dachbegrünung um ein Vielfaches steigern. Das zurückgehaltene Regenwasser fließt dann über ein Drossel-Element, das im Gully verankert ist, langsam in einem definierten Zeitraum (zwischen 24 Stunden und mehreren Tagen) in die Kanalisation ab. Damit dies auch dauerhaft einwandfrei funktioniert, liegen Gully samt Drossel-Element geschützt innerhalb des Kontrollschachts, dessen Feinschlitzung das Einschwemmen von Fremdstoffen verhindert. Der über dem Spacer liegende Begrünungsaufbau stellt nun alle für das Funktionieren der Dachbegrünung wichtigen Aspekte sicher, wie Luft-Wasser-Haushalt im Wurzelraum, Dränage und Wasserspeicherung für die Pflanzen. Dabei benötigt eine Intensivbegrünung natürlich höhere Wassermengen als eine extensive Variante aus Trockenheits-resistenten Sedumpflanzen. Genau dafür sorgt der auf die Bepflanzung abgestimmte Begrünungsaufbau.

Objektgerechte Planung Abhängig von örtlichem Klima und Niederschlagsmengen sowie von gewünschter Retention, werden die objektspezifischen Werte für das Retentions-Gründach festgelegt. Dazu gehören maximales Einstauvolumen, maximale Entwässerungsmenge pro Zeiteinheit und die Zeitdauer, bis der Stauraum wieder zur Verfügung stehen soll. Diese Entwässerungsberechnung führt der erfahrene Partner von ZinCo, die Firma Sita Bauelemente GmbH, durch und liefert alle relevanten Entwässerungskomponenten inklusive Drossel-Element.

Retentions-Gründächer für Deutschland 2015 wurde die neue Deutschland-Zentrale des japanischen Konzerns Mitsubishi Electric Europe B.V. in Ratingen mit Retentions-Gründach gebaut. Diese Vorgabe der Stadt Ratingen passte ganz ins Unternehmensleitbild

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Bild 6. Das Konzept des neuen Büro- und Verwaltungsgebäudes der Mitsubishi Electric Gruppe sieht auf allen Dachflächen Retentions-Gründächer vor.

„Changes for the Better“ und der Umwelterklärung „Eco Changes“ des weltweit führenden Unternehmens der Elektrotechnikbranche. Das Unternehmen will die Umwelt belastung ihrer Geschäftstätigkeiten reduzieren und zum Schutz der Artenvielfalt beitragen. So auch gelungen beim neuen Büro- und Verwaltungsgebäude in Ratingen, das die LEED-Zertifizierung in der höchsten Kategorie Platin erhalten wird. Das Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) definiert eine Reihe von Standards für umweltfreundliches, ressourcenschonendes und nachhaltiges Bauen. Dachbegrünung, insbesondere ein RetentionsGründach, leistet hierzu einen wertvollen Beitrag. Der Gebäudekomplex umfasst auf fünfeinhalb Etagen rund 16.000 m2 Bürofläche für bis zu 750 Mitarbeiter/innen sowie 500 Tiefgaragenplätze. Das architektonische Konzept des beauftragten Architekturbüros kresings architektur GmbH aus Münster gliederte das Gebäude grund legend in zwei auseinandergezogene Teile, die sich nach Norden und Süden als aufgelockerte Massivfassade in Zie-

geloptik präsentieren. Räumlich entstanden auf diese Weise zwei lichtdurchflutete Atrien unterschiedlicher Größe. Diese beiden, zusammen etwa 640 m2 großen Atrien wurden als Intensivbegrünungen mit Gräsern, Bodendeckern und Formgehölzen als Solitärpflanzen realisiert sowie teilweise mit kreisförmigen Wegen. Die rund 3.800 m2 große Dachfläche obenauf wurde vom erfahrenen ZinCo-Dachgärtner Ahrens & Krämer GmbH Garten- und Landschaftsbau aus Erkelenz ausgeführt. Hier wachsen unterschied liche Sedumarten, ausgebracht als Spossenansaat. Unter beiden Dachbegrünungsvarianten befinden sich vollflächig verlegt in diesem Falle 6 cm hohe Spacer-Elemente der Firma ZinCo. Innerhalb dieser Elemente können (nach Abzug von Materialstärke und Luftvolumen) bis zu 40 l/m2 Wasser angestaut werden – also eine Menge von maximal etwa 4.440 m2 × 40 l/m2 = 177.600 l = 178 m3 Wasser, welches zeitverzögert abfließt und so die Kanalisation effektiv entlastet. Hinzu kommt die Retentionsleistung der Extensiv- und Intensivbegrünung. So werden Nie-

Bild 7. Die Extensivbegrünung mit Retention auf 3800 m 2 Dachfläche obenauf gleicht versiegelte Flächen wie hier im Eingangsbereich des neuen Firmengebäudes aus.

Bild 8. Die Intensivbegrünungen auf 640 m² befinden sich in den Atrien. Gräser und Bodendecker umrahmen hier das als Blickfang gepflanzte Formgehölz.

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Hohes Potential In Zeiten fortschreitender Versiegelung, Überhitzung der Städte, Starkregenereignissen und Überflutungen wird die Dachbegrünung zur ökologischen Notwendigkeit. Sie verbessert Klima, bindet Staub und Schadstoffe, gleicht Ex tremtemperaturen aus und speichert Wasser – und dies mit dem neuen Retentions-Gründach in einzigartiger Weise zum Schutz vor Hochwasser.

Bild 9. Auch hierunter liegen die Spacer-Elemente von ZinCo (Fotos/Abb.: 1–4 u. 6 Zinco, 5 kresings architektur GmbH, 7–9 Mitsubishi Electric Europe B.V)

Bautafel: Mitsubishi Electric Europe B.V., 40882 Ratingen n Bauherr: RS & Partner Immobilien mbH, Düsseldorf n Baujahr: 2014–2015 n Dachfläche: ca. 4.440 m2 n Begrünungsaufbau: Retentions-Gründach mit 6 cm hohen Spacer-Elementen n Architekten: kresings architektur GmbH, Münster n Landschaftsarchitekt: RMP Stephan Lenzen Landschafts architekten, Bonn n Ausführung Dach: Kohlen GmbH & Co. KG Bedachungen, Viersen n Ausführung Begrünung: n ca. 3.800 m2 Extensivbegrünung: Ahrens & Krämer GmbH Garten- und Landschaftsbau, Erkelenz n ca. 640 m2 Intensivbegrünung: Terwiege GmbH Garten- und Landschaftsbau, Essen

Roland Appl, Technischer Leiter, ZinCo GmbH derschlagsspitzen ausgeglichen und die Hochwassergefahr reduziert. Mit diesen Retentions-Gründächern auf dem Neubau der Mitsubishi Electric Gruppe in Ratingen hat ZinCo ein echtes Novum geschaffen.

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15 Jahre DWA-Regenwassertage Lösungen für den Umgang mit Niederschlägen Am 5. und 6. Juli 2016 treffen sich Entwässerungsexperten zu den 15. DWA-Regenwassertagen in Darmstadt, um die neuesten Entwicklungen im Umgang mit Regenwasser zu beleuchten. Im Fokus der Veranstaltung der Deutschen Vereinigung für Wasser wirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) stehen die Ableitung, Behandlung und Bewirtschaftung von Niederschlagswasser. Die Veranstaltung vermittelt aktuelle Erkenntnisse über stoffliche Belastungen der Niederschlagsabflüsse. Ein besonderes Augenmerk legt sie auf das Risikomanagement bei Überflutungen in urbanen Gebieten und den Grundwasserschutz bei der Versickerung von Niederschlagswasser. Durch den Klimawandel bedingte Veränderungen in der Regenintensität erfordern zunehmend passgenaue Lösungen für einzelne Bewirtschaftungsgebiete durch Nutzung von Wetterdaten und Messdaten-Managementsysteme. Möglichkeiten hierfür, aber auch Überflutungsanalysen auf Basis des DWA-Regelwerks (DWA-M 119 „Risikomanagement in der kommunalen Überflutungsvorsorge“), werden vorgestellt. Die Präsentation von Simulationsmodellen zur

Beurteilung von Gewässerbelastungen und die Auswirkungen der Grundwasserverordnungen auf die Versickerung von Niederschlagswasser gehören ebenfalls zu den Inhalten des Expertentreffens. Parallel zur Tagung präsentieren Fachfirmen neue Verfahren und Produkte. Die DWA-Regenwassertage finden im Maritim-Hotel Darmstadt, Külpstraße 2, 64293 Darmstadt statt. Sie richten sich an Fachleute aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Kommunen. Die Teilnahme kostet 690 Euro, DWA-Mitglieder zahlen 570 Euro. Informationen und Anmeldung über Sarah Heimann, Telefon: 02242 872-192, E-Mail: heimann@dwa.de oder unter www.dwa.de

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Neubau eines Logistikzentrums beim Abfallzweckverband Rhein-Mosel-Eifel Regenrückhaltung in FBS-Qualität In den 90er Jahren waren die kommunalen Abfallentsorger die ersten, die von der Privatisierungswelle erfasst wurden. Mittler weile laufen viele Entsorgungsverträge mit privaten oder teilpriva ten Entsorgern aus und immer mehr öffentlich-rechtliche Entsor gungsträger gehen wieder dazu über, die mit der Abfallentsorgung verbundenen Aufgaben oder einzelne Teilleistungen zu „rekom munalisieren“, sprich wieder in die eigenen Hände zu nehmen.

Als wesentliche Argumente für diesen Prozess gelten u. a. die Entscheidungshoheit, die Umsetzung von Gebührenstabilität sowie die Schaffung bzw. die Sicherung von Arbeitsplätzen in Verbindung mit einer tarifgerechten Bezahlung. Auch der Abfallzweckverband (AZV) Rhein-Mosel-Eifel (vor dem 01.06.2014 Deponiezweckverband Eiterköpfe) ist gemeinsam mit der Kreisverwaltung Mayen-Koblenz diesen Schritt gegangen. Ab 2016 sammelt und verwertet er die kommunalen Abfälle für den Landkreis. Ebenso errichtet und betreibt der AZV einen zentralen Wertstoffhof und wird zuständig für die Bioabfallverwertung der Landkreise Mayen-Koblenz, Cochem-Zell und der Stadt Koblenz. Angrenzend an die bei Ochtendung – nordwestlich von Ko blenz – gelegene Zentraldeponie „Eiterköpfe“ wird seit Mitte 2015 die notwendige Infrastruktur dafür geschaffen, indem ein neues Logistikzentrum mit Verwaltungs- und Sozialräumen sowie ein Wertstoffhof gebaut wird. Bei der Erschließung des gesamten Areals spielte der Umgang mit dem anfallenden Regenwasser eine besondere Rolle. Die Planer entschieden sich für die Anlage einer Regenrückhaltung aus groß dimensionierten Stahlbetonrohren in FBS-Qualität, die in der Lage sind, große Mengen an Niederschlag aufzunehmen und diesen dosiert in nachfolgende Rohrsysteme abzugeben. Regenwasser fällt künftig im neuen Logistikzentrum des Abfallzweckverbandes Rhein-Mosel-Eifel in unter-

Bild 1. Im Zuge der Rekommunalisierung der im Landkreis Mayen-Koblenz bisher an Privatunternehmen übertragenen Abfallentsorgungsleistungen realisiert der Abfallzweckverband Rhein-Mosel-Eifel westlich der Zentraldeponie Eiterköpfe ein neues abfallwirtschaftliches Logistikzentrum.

Bild 2. Das 200 m lange Rohrsystem mit einem Durchmesser von 2,00 m bildet den Stauraumkanal im neuen Logistikzentrum des Abfallzweckverbandes Rhein-Mosel-Eifel. Dieser kann bis zu 600 m3 Regenwasser aufnehmen.

schiedlicher Zusammensetzung, Belastung und Menge an. Für die Entwässerung des Schmutzwassers und des auf den etwa 30.000 m2 großen Dach- und Verkehrsflächen anfallenden Regenwassers, haben sich die Verantwort lichen für ein Trennsystem entschieden. Dipl.-Ing. Florian Rohe vom Ingenieurbüro Björnsen Beratende Ingenieure GmbH aus Koblenz erläutert die Maßnahme: „Bei dem geplanten Trennsystem wird lediglich das Schmutzwasser der Kläranlage zugeführt, wohingegen das Niederschlagswasser davon getrennt gesammelt und abgeleitet wird. Das ist ökologisch gewünscht, denn es fördert den natürlichen Wasserkreislauf indem die durchaus erheblichen Regenwassermengen, die auf dem großen Areal anfallen, erst gar nicht in die Kläranlage gelangen.“

Bild 3. Die Qualität der Rohre, die das FBS-Qualitätszeichen tragen, liegt weit über der Norm und sorgt damit für eine besonders lange Nutzungsdauer. (Fotos: 1 Björnsen Beratende Ingenieure, 2 u. 3 REIFFBETON)

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Stauraumkanal kann bis zu 600 m3 Regenwasser aufnehmen Damit es bei starken Regenereignissen nicht zu Überflutungen kommt, plante das Ingenieurbüro einen groß dimensionierten Stauraumkanal. Dieser besteht aus einem Rohrsystem in einer Länge von insgesamt 200 m. Die begehbaren Stahlbetonrohre der Firma REIFF-BETON aus Kruft haben einen Innendurchmesser von 2,00 m. Die Herstellung erfolgte gemäß DIN EN 1916 + DIN V 1201 sowie den erhöhten Anforderungen der FBS Qualitätsrichtlinien in der Betongüte C 40/50. Angeschlossen ist das System an einen Drosselschacht. Hierbei handelt es sich um ein Betonfertigteil, das mit einer Drossel, d. h. einem kleinen Rohr als Abfluss ausgestattet ist, die bei starken Regenereignissen den Durchfluss von Regenwasser reduziert und reguliert. Hierzu Florian Rohe: „Das gesamte Bauwerk fungiert somit als Regenrückhaltebecken und kann bis zu 600 m3 Regenwasser aufnehmen. Unabhängig vom Wasserdruck wird stets nur eine fest definierte Menge Wasser pro Sekunde verrohrt in ein vorhandenes Entwässerungssystem eingeleitet. Dies schützt vor allem bei Starkregen die nachfolgenden Wasserauffangsysteme vor einem sprunghaften Anstieg des Wasserstandes mit all seinen umweltschädlichen Folgen.“

40 bis 50 t schwere Schachtbauwerke in monolithischer Kompaktbauweise Zur leichteren Reinigung und Kontrolle des Stauraumkanals wurden drei mehrteilige Schachtbauwerke zwischen den 4–5 m tief liegenden Rohren verbaut. Eine Besonderheit dieser etwa 40 bis 50 t schweren Bauteile liegt in deren monolithischer Kompaktbauweise durch die Firma REIFF-BETON. Bei diesem Verfahren werden die Seitenwände in einem Arbeitsgang betoniert, d. h. die Anzahl der notwendigen Arbeitsfugen wird minimiert. Werkseitige Dichtheitsprüfungen im Rahmen der Eigenüberwachung

bestätigen die Qualität der Ausführung, und garantieren einen sicheren Betrieb der eingebauten Bauwerkstechnik. Für einen hohen Qualitätsstandard des gesamten Stauraumkanals sprechen aber auch die Qualitätsrichtlinien, nach denen das eingebaute Betonfertigteil und die verwendeten Rohre gefertigt wurden. Diese erfüllen den hohen Qualitätsanspruch der Fachvereinigung Betonrohre und Stahlbetonrohre (FBS), der eine umfassende werkseigene Produktionskontrolle vorsieht. Hiermit ist eine lückenlose Qualitätsüberwachung von den Ausgangsstoffen über die Herstellung bis zu den Endprodukten sichergestellt. Darüber hinaus sorgt eine halbjährliche Fremdüberwachung durch bauaufsichtlich anerkannte Güteschutzgemeinschaften und Prüfinstitute für die Einhaltung der hohen Standards.

FBS-Qualität ist selbstverständlich Florian Rohe erklärt: „Die FBS-Qualität wird von uns als selbstverständlich angesehen. Sie gibt uns die Sicherheit, dass wir hier eine geprüfte Qualität einbauen.“ Die Qualität der Rohre, die das FBS-Qualitätszeichen tragen, liegt weit über der Norm und sorgt damit für eine besonders lange Nutzungsdauer. Verantwortlich hierfür sind vor allem die guten Eigenschaften der FBS-Rohre in Punkto Dichtheit der Rohre und der Rohrverbindungen, der Tragfähigkeit, der Hydraulik und der Korrosionsbeständigkeit. Bis Juni 2016 sollen die Arbeiten am Logistikzentrum des AZV RheinMosel-Eifel abgeschlossen sein. Bereits seit 1. Januar 2016 sammelt und verwertet der AZV die Abfälle für den Landkreis Mayen-Koblenz in eigener Regie. Florian Rohe bemerkt abschließend: „Mit der geschaffenen Infrastruktur ist das Logistikzentrum nicht nur auf steigende Abfallmengen sondern auch auf künftige zu erwartende Starkregenereignisse bestens vorbereitet.“ www.fbsrohre.de

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Standorterweiterung mit dezentraler Regenwasserbehandlung Ganzheitliche Regenwasserbehandlungsmaßnahme muss sowohl den hohen Anforderungen der Arnsberger Bauherrenschaft als auch der Stadtwerke gerecht werden Die Reinigung organischer sowie anorganisch belasteter Ver kehrsflächenabflüsse stellt für die im Projekt verantwortlichen In stanzen eine zunehmend größere Herausforderung dar. Dass de zentrale Niederschlagswasserbehandlung hierbei an Bedeutung gewinnt, muss nicht mehr betont werden. Grundvoraussetzung für den Einsatz der dezentralen Anlagentechnik ist jedoch, dass sie in den Punkten Reinigungsleistung, Schadstoffrückhaltung und Standzeit den hohen Qualitätsansprüchen, die an zentrale Anlagen gestellt werden, standhält. In Nordrhein-Westfalen re gelt der sogenannte Trennerlass (MUNLV, 2005) die Anforderun gen an die Niederschlagsentwässerung im Trennverfahren. Das Unternehmen Dallmer Sanitärtechnik, Arnsberg (NRW) hat sich im Rahmen einer insgesamt 20.000 m2 umfassenden Standorterweiterung für eine eben solche dezentrale Regenwasserbehandlungstechnik der ENREGIS GmbH entschieden. Dallmer selbst hat sich mit gleichermaßen technisch innovativen wie designorientierten Wasserabläufen einen Namen gemacht. In unauffälliger Eleganz gestaltete – sowie mehrfach ausgezeichnete Ablaufrinnen für bodengleiche Duschen – bilden heute einen wesentlichen Umsatzträger des Arnsberger Traditionsunternehmens. Das Unternehmen Dallmer Sanitärtechnik setzt auch im eigenen Bauprojekt auf innovativste und vor allem sichere ENREGIS Entwässerungstechnik.

Rahmenbedingungen Wie auch in vielen ähnlichen Projekten fand das beauftragte Planungsbüro Hellmann aus Arnsberg, auch im vorliegenden Projekt eine für die Erweiterungsmaßnahme nur unzureichend dimensionierte Entwässerungsinfrastruktur vor. Speziell im Bereich der neu geschaffenen Park- und

Wegeflächen konnte eine Anbindung an ein bestehendes Kanalnetz nicht durchgeführt werden. Unterschiedlich stark belastetes Abwasser der Mit arbeiterparkflächen, sowie Straßen- und Wegeflächen, sollten in ein ganzheitliches Regenwasserbehandlungs- und Retentionskonzept eingebunden werden. Eine klassische, gemäß ATV/DVWK Regelwerk dezentrale Behandlung der stofflich belasteten Verkehrsflächenabläufe über einen belebten Bodenfilter (Mulde) mit anschließender Versickerung in den Untergrund, war aufgrund der örtlichen Bodenbeschaffenheit nicht möglich. Ein in direkter Umgebung verlaufendes Oberflächengewässer (Baumbach) eröffnete dann einen weiteren Lösungsansatz. Die Ableitung von Niederschlagsflächenabflüssen in einen entsprechenden Vorfluter stellt heute eine anerkannte Vorgehensweise dar, um eine fachgerechte Liegenschaftsentwässerung sicherzustellen. Grundvoraussetzung jedoch ist es auch hier, dass das einzuleitende Regenwasser, in Abhängigkeit der Herkunftsfläche und somit des Verschmutzungsgrades, zuvor einer ausreichend qualitativen Behandlung unterzogen werden muss. Häufig sind darüber hinaus auch die Einleitungsmengen reglementiert, die dann zu einer weiteren Retentions-/ Drosselmaßnahme im Zulauf des Vorfluters führen. Die qualitative Behandlung kann grundsätzlich sowohl über eine definierte Oberbodenpassage, einem Retentions-Bodenfilter (Grünmulde) oder mittels einer technischen dezentralen Regenwasserbehandlungsanlage, auch unterirdisch erfolgen. Dies gilt in ähnlicher Weise natürlich auch für die Einleitung von stofflich belasteten Verkehrsflächenabflüssen in eine dezentrale Versickerungsanlage. Um die Wasserqualität des Vorfluters, in diesem Fall des Baumbaches, zu schützen oder sogar nachhaltig zu verbessern, setzt die Arnsberger Genehmigungsbehörde grund-

Bild 1. Baumaßnahme Fa. Dallmer Sanitärtechnik, Arnsberg

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sätzlich sehr hohe Maßstäbe an die Bewertung der zu entwässernden Flächen und in Folge dessen an die Qualität des einzuleitenden Abflusses im Arnsberger Gewerbegebiet Wiebelsheide.

Grundlagen Die stoffliche Belastung von Verkehrsflächenabflüssen setzt sich in der Regel aus organischen und anorganischen Stoffen zusammen, die entweder in gelöster oder partikulär gebundener Form im Flächenabfluss auftreten. Zu den maßgeblichen organischen Stoffen gehören vorwiegend Stoffe wie Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) und Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Neben den bereits erwähnten Kohlenwasserstoffen hat man es aber vermehrt auch mit Nährstoffen wie z. B. Phosphor, Nitrit und Nitrat, Phenolen und mit Pestiziden wie z. B. Glyphosat zu tun. Zuletzt genanntes Glyphosat wird bereits nahezu flächendeckend als Bestandteil von Unkrautvernichtungsmitteln eingesetzt und erlangte erst vor kurzem hohe Öffentlichkeitswirkung. In diversen Untersuchungen wurden erhebliche Mengen dieses Stoffes in Genussmitteln, wie zum Beispiel Bier nachgewiesen. Die Gruppe der anorganischen Stoffe wird in der Literatur häufig auch als Gruppe der Schwermetalle definiert. Besondere Beachtung bei der Betrachtung der anorganischen Stoffe sollte auch, das bei winterlichen Straßenverhältnissen ausgebrachte Streusalz (NaCL), erhalten. Unter Umständen kann das eingebrachte Streusalz zu Schock-Remobilisierung zuvor gebundener Frachten, häufig Schwermetallfrachten, führen. Hinzu kommen Stoffe von Sonderflächen wie z. B. von Flughäfen oder Autobahnen, in deren Umfeld organische und auch technische Enteisungsmittel zu den Bestandteilen winterlicher Verkehrsflächenabflüsse zählen. Dies führt schließlich zu extremer Belastung der Gewässer und Böden und in der Konsequenz natürlich zu erheblichen Belastungen des Vorfluters oder auch des Grundwassers.

Umsetzung Nach dem die Behandlungsbedürftigkeit aufgrund der zu erwartenden organischen und anorganischen Schmutzfrachten aus dem Bereich der KFZ-belasteten Flächen im Projekt Dallmer festgestellt wurde, war allen am Projekt beteiligten Personen klar, dass eine qualifizierte Behandlung des Flächenabflusses notwendig werden würde. Die Einstufung der Herkunftsflächen erfolgte sodann gemäß Trennerlass NRW in die Kategorie II. Das zuständige Planungsbüro Hellmann entschied sich und die Genehmigungsbehörde der Stadt Arnsberg genehmigte eine zweistufige Regenwasserbehandlungsanlage der Firma ENREGIS GmbH, Arnsberg. Dieses Behandlungssystem besteht aus einer kombinierten Sedimentations-, Abscheideanlage mit integriertem Koaleszenzabscheider des Typs ENREGIS/Vivo CRC (s. Bild 3).

Bild 2. Das Faservlies schützt die Retentionsanlage vor Eintrag von Feinmaterial aus dem umgebenden Erdreich.

gen Leichtflüssigkeitsabscheidung nach dem Koaleszenzverfahren. Leichtflüssigkeiten können so von der Wasseroberfläche im Vor-/Grobfilterbereich entnommen bzw. abgesaugt werden. Somit wird auch eine Verblockung der nachfolgenden Filter- bzw. Verfahrensstufen verhindert. Die abfiltrierbaren Stoffe (AFS), welche sich im Schlammraum des Grobschmutzabscheiders ablagern, können hier einfach entnommen werden. Der Verfahrensansatz basiert auf dem Ergebnis von Untersuchungen die aufzeigen, dass mehr als 90 % der organischen sowie der anorganischen Belastungen (hauptsächlich Schwermetalle) des Regenabflusses partikulär gebunden vorliegen und somit abfiltriert/sedimentiert werden können. Das so belastete Sediment (Schlamm) kann ebenfalls in regelmäßigen Intervallen abgesaugt bzw. entnommen werden. Das System kann je nach Bedarf und Bemessungsansatz als Voll- oder Teilstrombehandlungsanlage (gemäß Regelwerk Merkblatt DWA-M 153 [2007]) eingesetzt werden. Im vorliegenden Projekt fand eine Auslegung als Vollstrombehandlungsanlage statt. Die Filterstufe ist als wartungs- und kostenoptimiertes Bauteil ausgelegt. Die Koaleszenzstufe selbst kann werkzeuglos entnommen, begutachtet und gegebenenfalls gereinigt werden. Ein weiterer Vorteil der hier verwendeten dezentralen Sedimentations-/Abscheideanlage ist, dass sie sowohl bei der Neuplanung direkt oder auch im Bestand, in bereits bestehende Straßenabläufe, ohne bauliche Anpassungen vornehmen zu müssen, nachträglich eingesetzt werden können.

Details Behandlungsanlage Die im Dauerüberstau betriebene, zweistufe Behandlungsanlage basiert auf dem Wirkprinzip der Dichtetrennung, der Filtration sowie auf dem Wirkprinzip einer zweistufi-

Bild 3. Regenwasserbehandlungsanlage

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Bild 4. Fertig gestellte Retentionsanlage

Bild 5. Retentionsanlage eingehaust mit Filtervlies vor der Verfüllung (Fotos: 1 privat Firma Dallmer, 2–5 ENREGIS GmbH)

Um auch den Einleitungsmengenvorgaben im Projekt 10 l/s zu entsprechen, musste ein zusätzlicher Retentionsraum mit gedrosselter Ableitung geplant und eingebaut werden. Aufgrund der nur sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Fläche entschied man sich für eine unterirdische Retentionsanlage aufbauend auf modernen, platzsparenden Kunststoffhohlkörpersystemen des Typs ENREGIS/X-Box. Das ausgewählte Produkt zeigt insbesondere im Bereich der Lastaufnahme und Lastabtragung besondere Stärken gegenüber herkömmlichen Kunststoffhohlkörpersystemen. So müssen die Systeme im Projekt Dallmer die hohen Lasten der Fahr- und Parkflächen auf dem neu erschlossenen Betriebsgelände mit reduzierter Überdeckung sicher aufnehmen.

Hier zeigen sich Lösungen wie z. B. die von ENREGIS deutlich im Vorteil gegenüber Lösungen aus Ort-Betonkon struktionen oder auch gegenüber kombinierten Kunststoffsys temen, die eine besondere Baustellenvorbereitung oder auch spezielle Bettungs- und/oder auch Füllmaterialien erfordern. Die Regenwasserbehandlungs- und Retentionslage anlage wurde für eine 5-jährige Überschreitungshäufigkeit eines Starkregenereignisses, wie es nach DWA-Regelwerk (Arbeitsblatt DWA-A 117) empfohlen wird, ausgelegt. Ein spezielles, vom Hersteller kostenlos zur Verfügung gestelltes, leicht zu bedienendes Softwareprogramm übernimmt die Auslegung der einzelnen Verfahrensstufen bis hin zur Berechnung des Rückhaltevolumens der Versickerungsrigole.

Details Retentionssystem Das DIBt-zugelassene Schwerlastsystem mit einer zertifizierten Berstdruckfestigkeit von > 600 kN/m2 kann selbst bei extrem oberflächennahem Einbau des Retentionskörpers die Belastung aus dem Verkehrsraums aufnehmen und langfristig sicher ins Erdreich ableiten. Die Kunststoffhohlkörperelemente des Typs ENRE GIS/X-Box können direkt auf das tragfähige Erdreich in der Baugrube aufgestellt und sofort mit Standardmaterialien gemäß DIBt-bzw. Herstellervorgaben verfüllt werden. Eine innenliegende, zusätzliche über die Gesamtlänge der Anlage integrierte Filterstufe mit einer Nennweite von > DN 500 schützt zusätzlich den Retentionsspeicher und das nachgeschaltete Drosselorgan nachhaltig vor Verschlammung und dies auch im Störungsfall, sollten vorgeschaltete Filtersysteme nicht fachgerecht betrieben werden. Ein späterer Zugang zum System, für etwaige Wartungs- oder Spülvorgänge erforderlich, wird im Projekt durch die im System ebenfalls integrierten DN 600 Kon trollschächte sowie über > 500 mm große Spül- und Kon trollschächte, sichergestellt. Bedingt durch die optimierte Leichtmodulbauweise des Systems konnte das ca. 150 m3 große Retentionsbecken in weniger als nur einem Tag übergeben werden. Somit konnte der enge Bauzeitenplan der dem Projekt zugrunde lag nicht nur eingehalten sondern sogar noch positiv beeinflusst werden.

Fazit Die hier eingesetzte dezentrale Regenwasserbehandlungsanlage in Kombination mit einer modernen Kunststoffhohlkörper Retentionsanlage mit gedrosseltem Ablauf stellt eine sichere und zugleich ökonomische Alternative zu herkömm lichen Regenwasserbehandlungsmaßnahmen (RKB, Mulden, Beton etc.) dar. Der unterirdische Einbau dieser dezentralen Verfahrenstechnik ermöglicht es für den Planer und Bauherren erst, den gerade im innerstädtischen oder auch gewerblichen Bereich häufig geringen Platzbedarf optimal zu nutzen. Und dies bei einer erheblichen Kosteneinsparung gegenüber herkömmlichen oder alternativen Behandlungskonzepten. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Andreas P. Amft, CEO ENREGIS GmbH Bautafel: Standorterweiterung Dallmer GmbH + Co. KG n Bauherr: DALLMER GmbH & Co. KG, Arnsberg n Planungsbüro: Ingenieurbüro Hellmann GmbH, Arnsberg n Genehmigungsbehörde: Stadtwerke Arnsberg GmbH n Tiefbau: FELDHAUS Ingenieurbau GmbH & Co. KG n Handel: BAUKING Südwestfalen GmbH n Hersteller: ENREGIS GmbH/Sundern

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Rohr- und Dichtungssysteme

DOYMA mit drei neuen Dichtungssystemen Mit dem Slogan „Dicht in Null Komma Nix“ startet DOYMA die neue Curaflex Nova® Werbekampagne. Deren Ziel ist es, dem Anwender den praktische Nutzen der drei innovativen Dichtungs systeme vor Augen zu führen. Ob eine effiziente Standard-Lösung für gängige Medienleitungen (Curaflex Nova® Uno), eine flexible Abdichtung für unterschiedliche Medienleitungen (Curaflex Nova® Multi) oder ein Spezialist für oberflächenstrukturierte, empfindliche Rohre (Curaflex Nova® Senso) gesucht wird: Hier findet sich die richtige Lösung. Einfach, schnell, sicher – Das sind die herausragenden Eigenschaften der Curaflex Nova® Produktserie. Hier die Short-List für den Praktiker: 1. Einfach: Dicht in jeder Bauphase und sicher bei allen Lastfällen (lastfallunabhängig) 2. Schnell: Kein Drehmomentschlüssel nötig und automatisch das richtige Drehmoment (Montage mit Akkuschrauber möglich) 3. Sicher: 25 Jahre Garantie als außergewöhnliches Garantieversprechen des Herstellers, das weit über die gesetzliche Regelung hinausgeht.

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dadurch hervorragend für besondere Belastungen geeignet ist. Flankiert wird die Werbekampagne durch eine Prämien-Aktion unter dem Motto „Punkte sammeln und Prämie kassieren!“, die bis zum 31.12.2016 läuft: Jede Curaflex Nova®-Verpackung enthält in diesem Zeitraum einen Prämienpunkt und eine Sammelkarte. Fleißige Sammler können schon ab 20 Punkten eine attraktive Prämie (hochwertigen Akkuschrauber) erhalten. Aktions- und Produkt-Infos unter www.doyma.de

Bild 1. Abdichtung einer Wanddurchdringung mit dem Dichtungseinsatz Curaflex Nova® Uno

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QR-Code zur Landingpage Curaflex Nova® Bild 2. Curaflex Nova® Uno

Bild 3. Curaflex Nova® Senso

Bild 4. Curaflex Nova® Multi (Abb.: DOYMA)

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Rohr- und Dichtungssysteme

Rekordverdächtige Sanierung des verrohrten Linner Mühlenbaches GFK-Kurzrohr-Relining in Krefeld Im Bereich des Rheinhafens unterquert der Linner Mühlenbach im linksrheinischen Krefeld das Werksgelände der COMPO Expert GmbH in einem geschlossenen birnenförmigen Betonrohr, der die Verbindung zwischen Regenrückhaltebecken und Ablauf über das Pumpwerk in den Rhein darstellt. Im Rahmen der regelmäßi gen Untersuchungen der Gewässerverrohrungen der Stadt Kre feld wurden Rissbildung und Deformationen, sowie Fehlstellen im Sohlbereich des Ortbeton – Birnenprofils festgestellt. Im Rahmen der durch S&P Consult GmbH durchgeführten Zustandserfassung und -bewertung konnte eine dauerhafte Standsicherheit des Bir nenprofils in 6–6,60 m Tiefe unterhalb des Werksgeländes nicht mehr nachgewiesen werden und zog die erforderliche statische Ertüchtigung nach sich. Aufgrund der bebauten Fläche über dem Altprofil war ein Neubau oder die Sanierung im offenen Graben ausgeschlossen. Da nur die grabenlose Sanierung mit statisch tragfähigem Material in Frage kam, fiel die Entscheidung schnell auf eine Sanierung mit GFK Rohren. Mit dem geringen Gewicht, der individuell bemessbaren statischen Tragfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und der einfachen Verlegung im Kurzrohr-Relining stellen HOBAS GFK Rohrsysteme eine ideale Lösung für die grabenlose Sanierung von beschädigten Rohrleitungen dar.

Bild 1. Materialbeschickung

Da bereits in der Vergangenheit ein Teilbereich im Rahmen einer Erweiterung an das Birnenprofil aus hy draulischen Gründen mit Kreisprofilen DN 1800 verlängert wurde, war bei der Sanierung des Birnenprofils DN 2650/ 2350 eine Querschnittsanpassung an die vorgegebene Profilform nicht erforderlich. Dementsprechend wurde seitens

Auf der Suche nach dem Gleichgewicht Karl-Eugen Kurrer Geschichte der Baustatik Auf der Suche nach dem Gleichgewicht 2., stark erweiterte Auflage 2015. ca. 1200 S. ca. € 109,–* ISBN 978-3-433-03134-6 Auch als erhältlich

Was wissen Bauingenieure heute über die Herkunft der Baustatik? Wann und welcherart setzte das statische Rechnen im Entwurfsprozess ein? Wir wissen viel über die Hervorbringung und Entfaltung von Bauformen, während die Phasen der Entwicklung von Berechnungsmethoden und -verfahren für die Mehrheit der Bauingenieure unbekannt sind. Das vorliegende Buch zeichnet die Entstehung von Statik und Festigkeitslehre als die Entwicklung vom geometrischen Denken der Renaissance über die klassische Mechanik bis hin zur modernen Strukturmechanik nach.

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Rohr- und Dichtungssysteme

Bild 2. Materialbeschickung

Bild 4. Verlegung

Bild 3. Verlegung

Bild 5. Sanierter Kanal DN 1800

der Stadt Krefeld (Fachbereich Tiefbau) das Kurzrohrrelining dieser 275 m langen Strecke mit GFK-Kreisprofilen DN 1800 mm vorgesehen.

sehr gut für das Kurzrohr-Relining von begehbaren Nennweiten bewährt und ermöglicht eine hohe Verlegegeschwindigkeit bei optimaler Verlegequalität.

Zwei Herausforderungen

Sehr kurze Bauzeit

Bei der Planung des Projektes durch die Stadt Krefeld und der anschließenden Ausführung seitens der Tauber Rohrbau GmbH, gab es im Wesentlichen zwei Herausforderungen: zum einen den erschwerten Zugang zum Altkanal durch die örtlichen Gegebenheiten und zum anderen den Faktor Zeit in der Bauphase. Der sicherheitstechnisch einwandfreie Zugang von Personen zur Rohrleitung konnte auf der einen Seite der 275 m nur über einen Einstiegschacht DN 625 mm erfolgen. Die andere zum Rheinhafen führende Seite endete in einem Pumpwerk über das lediglich die Materialbeschickung möglich war. Auf Grund der Abmessungen des Pumpwerks ergab sich schnell die Entscheidung, eine Baulänge von 2.000 mm für die GFK Rohre festzulegen, um dieses Pumpwerk als „Einschubgrube“ nutzen zu können. Die verkürzte Rohrlänge war zudem vorteilhaft für die Verlegung im gekrümmten Streckenverlauf des Altkanals. Die Rohre wurden mit einem Spezialfahrzeug der Firma Tauber zu ihrem Bestimmungsort innerhalb des Altkanals auf einer Länge von 275 m transportiert und dort mittels der werkseitig vormontierten Standard-FWC-Kupplungen als Steckverbindungen zusammengefügt. Diese Methode hat sich schon in den unterschiedlichsten Sanierungsprojekten

Die schnelle Verlegung ohne Verzögerungen war ausschlaggebend für den gesamten Erfolg des Projektes. Denn bedingt durch die Verbindung zum Rhein besteht bei Stark regenereignissen oder Rheinhochwasser Überflutungs gefahr für die Gewässerverrohrung bzw. den Altkanal des Linner Mühlenbaches. Da man bestrebt war die daraus bedingten Schwierigkeiten zu vermeiden, erfolgte schon im Vorfeld die Planung für eine sehr kurze Bauzeit von 6 Wochen inklusive mehrstufiger Verdämmung des Ringraumes (ca. 600 m3). Realisiert wurde dies u. a. auch durch die zwischen Tauber Rohrbau und HOBAS abgestimmte Produktion und Anlieferung von 2 bis 3 LKW-Ladungen pro Tag in Abhängigkeit vom Verlegetakt der Einbaukolonne. Angesichts der sehr guten Zusammenarbeit aller Beteiligten konnte das Projekt erfolgreich und zur vollsten Zufriedenheit des Bauherrn noch vor dem gesetzten Endtermin im November 2015 fertiggestellt werden.

(Fotos: Hobas)

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Rohr- und Dichtungssysteme

Initiative Verantwortung Wasser und Umwelt mit neuer Studie Die „Initiative Verantwortung Wasser und Umwelt“ des Bundes verbandes Deutscher Baustoff-Fachhandel e. V. stellt im Rahmen der IFAT 2016 erstmals die Studie „Urbane Sturzfluten: Hinter gründe – Risiken – Vorsorgemaßnahmen“ vor. Kommunen, Grundstückeigentümer und Behörden müssen aktiv werden: Denn die neue Studie belegt, Starkregen ereignisse nehmen deutschlandweit zu. Besonders gefährdet sind Wohn- und Industriegebäude, Infrastruktureinrichtungen und Verkehrsanlagen – und das nicht nur in flussnahen Lagen! Ca. 50 % der Überflutungsschäden gehen auf Starkregenereignisse zurück. Es besteht also dringender Handlungsbedarf. Die Studie informiert über Ursachen, Gefahren und Risiken von Sturzfluten und macht deutlich, dass Starkregenereignisse überall eintreten können. Zusätzlich stellt sie als Ratgeber für Politik und Bürger zahlreiche Vorsorgemaßnahmen vor.

Zur Vorsorge vor den Gefahren der Starkregenereignisse fordert die Studie unter anderem: –– Überflutungsnachweise beziehungsweise die Niederschlags- und Abflussmessungen durch die Behörden –– Gefährdungsanalyse und eine Gefahrenkarte der betroffenen Gebiete und Objekte –– Integraler und multifunktionaler Überflutungsschutz mit Regenwassermanagement –– Objektschutz –– Anpassung des Entwässerungssystems und die Einbindung von Verkehrs- und Freiflächen –– Information und Beratung der möglichen Betroffenen

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