Innovative Baustofflösungen für ein modernes Regenwassermanagement

Montag, 14. Juni 2021

Städte vom Wasser her denken

Eine zukunftsfähige Stadtplanung braucht viele kluge – vielfach wassersensible – Konzepte, um den negativen Auswirkungen zunehmend auftretender Starkregenereignisse präventiv zu begegnen. Denn diese Wetterveränderungen infolge des Klimawandels bringen städtische Infrastrukturen an ihre Belastungsgrenzen. Kanalisationen können die aktuell häufig schwallartig auftretenden Niederschlagsereignisse nicht mehr aufnehmen. Somit werden Strategien eines dezentralen, naturnahen Regenwassermanagements zu wesentlichen Bausteinen einer zukunftsfähigen Freiraumgestaltung – zum Schutz von Menschen und Infrastrukturen.

Unter hydrologischen Gesichtspunkten bieten moderne Städte hoch komplexe Rahmenbedingungen. Urbane Bodenversieglung bedeutet eine Beeinträchtigung des naturnahen Wasserkreislaufs. Denn wenn Wasser nicht mehr ortsnah versickert werden kann, so hat dies erhebliche Auswirkungen auf den Abflussprozess des Niederschlagswassers. Es muss verstärkt in die Kanalisation eingeleitet werden, was zwangsläufig zu einer erhöhten hydraulischen Belastung der Entwässerungssysteme führt. Diese Situation droht sich infolge des Klimawandels noch zu verschärfen, denn zunehmende Starkregenereignisse bedeuten gleichermaßen zunehmende Abflussspitzen, die von der Kanalisation nicht mehr aufgenommen werden können. In der Folge können verstärkt Überflutungen und urbane Sturzfluten auftreten. Kommunale Entscheider und Netzbetreiber stehen somit vor der anspruchsvollen Aufgabe, Strategien für ein dem Klimawandel sowie den individuellen urbanen Gegebenheiten angepasstes Regenwassermanagement zu entwickeln. Wenig hilfreich sind an dieser Stelle pauschale Bemessungszuschläge für Kanalisationssysteme, da es weder technisch noch wirtschaftlich vernünftig erscheint, diese Systeme immer größer zu dimensionieren. Viel sinnvoller hingegen ist es, Flächen in zunehmendem Maße wieder zu entsiegeln und von leitungsgebundenen Infrastrukturen abzukoppeln. Somit kann der Oberflächenabfluss einfach und effektiv reduziert werden. Hier kommt gerade Anlagen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung eine entscheidende Rolle zu, um hydraulische Spitzen abzufangen und Gefahren für Menschen und Infrastrukturen zu minimieren. Ein strategischer Maßnahmenmix aus intelligenten Systemlösungen zur Versickerung oder Rückhaltung sowie zur gedrosselten Ableitung oder Behandlung ist dabei wesentlicher Bestandteil einer verantwortungsvollen Überflutungsvorsorge.


Auswirkungen urbaner Flächenversiegelung auf den natürlichen Wasserkreislauf

  • Eine vollständige Versiegelung des Bodens führt dazu, dass die Grundwasserneubildung stark vermindert wird.
  • Regenwasser ist Teil des natürlichen Wasserkreislaufs und eine wertvolle natürliche Ressource: im Boden versickerndes Wasser trägt zur Grundwasserneubildung bei und ist ein wichtiger Baustein in der Trinkwassergewinnung.
  • Vorrangige Einleitung des Oberflächenabflusses in die Kanalisation: im Falle von Starkregenereignissen drohen Überflutungen im Stadtgebiet, da die Aufnahmekapazität von Kanalnetzen gegrenzt ist.

     

        Vorteile dezentraler Regenwasserbewirtschaftung – Vermeidung von Abflüssen:

  • Nutzung: Einsatz von Regenwasser anstelle von Trinkwasser für die Toilettenspülung, für die Gartenbewässerung und Ähnliches.
  • Rückhaltung: Regenwasser vor Ort zurückhalten, um Spitzenlasten abzupuffern und lokale Überschwemmungen zu vermeiden.
  • Behandlung: Reinigung des Regenwassers durch eine Bodenpassage: Anlagen zur Regenwasserbewirtschaftung, die über eine belebte Bodenzone verfügen, bewirken eine Reinigung belasteter Niederschlagsabflüsse (zum Beispiel Versickerungsmulden oder Mulden-Rigolensysteme und Ähnliches).
  • Gedrosselte Ableitung: falls erforderlich gedrosselt in ein Gewässer oder in die Kanalisation ableiten.
  • Verdunstung: Regenwasser mit positivem Einfluss auf das Mikroklima verdunsten.
  • Versickerung: Regenwasser wieder dem natürlichen Wasserkreislauf und dem Grundwasser zuführen.


Regenwassermanagement bietet tragfähige Anpassungsstrategien

Das Konzept eines naturnahen Regenwassermanagements bietet die Möglichkeit, im urbanen Kontext Anpassungsstrategien an globale Klimaveränderungen zu entwickeln und dabei Infrastrukturen klimagerecht und wassersensibel neu zu denken. Um dies zu leisten, umfasst die Regenwasserbewirtschaftung das Sammeln, Transportieren, Vorbehandeln, Versickern beziehungsweise das Rückhalten und die regulierte Ableitung von Regenwasser. Die Wavin GmbH, Twist, bietet für diesen Funktionszusammenhang Systemlösungen für die Verkehrsflächenentwässerung, zur Ableitung und Vorbehandlung sowie für die Rückhaltung und Versickerung bis hin zu Systemen der Abflussregulierung. So ist dort, wo es Sinn macht, eine ortsnahe Rückführung von Regenwasser in den natürlichen Kreislauf gesichert.


Dezentrale Regenwasserbewirtschaftung mit Q-Bic Plus

Versickerungs- und Rückhaltesysteme nehmen das anfallende Regenwasser von den Oberflächen auf. Aus den unterirdischen Systembauteilen wird das Wasser sodann kontrolliert abgeleitet oder für eine spätere Nutzung zurückgehalten. So auch das modulare Versickerungs- und Rückhaltesystem Wavin Q-Bic Plus. Hierbei handelt es sich um ein Rigolensystem zur dezentralen Regenwasserbewirtschaftung aus 100 Prozent Polypropylen (PP) Neumaterial. Aufgrund dieser konstanten Materialeigenschaften kann eine Lebensdauer und Funktionssicherheit von über 50 Jahren erreicht werden. In Anbetracht seiner hohen Flexibilität und seines leichten Handlings bietet Wavin Q-Bic Plus eine Vielzahl von Vorteilen für Planung und Bauausführung. Die Elemente sind leichtgewichtig, einfach zusammenzustellen, rasten mit nur einem Fingerdruck ein und bieten eine hohe vertikale und horizontale Belastungsfähigkeit. Durch die werkseits installierten Stecker ist keine zusätzliche Verwendung von Clips oder Pins mehr notwendig. Das spart Zeit und damit Kosten. Freie Zugänge ermöglichen einen geringeren Bedarf an Inspektions- und Reinigungsschächten, erlauben eine dreidimensionale Kontroll- und Spülbarkeit und sind somit ideal für eine schnelle und effiziente Inspektion, Reinigung und Wartung über die gesamte Lebensdauer. Das Q-Bic Plus Regenwassersystem kann nahezu unabhängig vom Bodentyp oder der verfügbaren Fläche eingesetzt werden. Es lässt sich perfekt an die örtlichen Gegebenheiten anpassen. Ob ein- oder mehrlagig, quadratisch oder rechteckig, kompakt oder als L- oder H-Form, durch die Kombination von Längs- und Querverlegung sind der Gestaltung fast keine Grenzen gesetzt. Ergänzend zur Planung können von Wavin mit Hilfe eines Online-Berechnungssystems Überflutungsnachweise für Versickerungs- oder Rückhaltesysteme oder auch Netzplangrafiken für Abwassersysteme kalkuliert werden.

 


Vernetzt denken – Smart handeln

Einen interessanten Paradigmenwechsel in Richtung einer smarten Regenwasserbewirtschaftung bietet Wavin StormHarvester – eine kombinierte Lösung aus Wavin-Tanks und StormHarvester-Sensorik. Auf Grundlage der eingebauten Sensorik optimiert es die Bewirtschaftung von Regenwasser und trägt dazu bei, Überschwemmungen infolge von Starkregenereignissen proaktiv entgegenzuwirken. Dabei werden die im System erfassten Pegelstände sowie aktuelle Prognosedaten zu bevorstehenden Regenereignissen miteinander vernetzt, so dass im Falle von Starkregenereignissen stets genügend Aufnahmekapazitäten zur Verfügung stehen. Dagegen werden die Pegelstände im Normalbetrieb so optimiert, dass das in den Tanks befindliche Wasser für eine nachhaltige Regenwassernutzung bereitgestellt wird. Grundlage dieser smarten Performance ist die kontinuierliche Kommunikation zwischen einem Absperrschieber oder einem Pumpensystem und den Daten der örtlichen Wettervorhersagen. Diese Daten werden durch einen hochgenauen Algorithmus ausgewertet und an das Kontrollzentrum gesendet. Dabei überprüft das System engmaschig die prognostizierten Informationen und bestimmt alle 5 Minuten einen „sicheren“ Füllstand innerhalb des Tanks. Bei einem Großteil der Regenereignisse, welche eher kurzzeitig und mit einer geringen Intensität auftreten, wird der Wasserstand nur um einen kleinen Prozentsatz abgesenkt. Diese Absenkung ist ausreichend, um die vorhergesagten anfallenden Regenwassermengen in dem Tank zwischenspeichern zu können. Die Praxis hat gezeigt, dass der Wasserstand häufig bereits niedriger als die geforderte prozentuale Reduzierung ist, da das Wasser entweder kontinuierlich weiterverwendet wird oder kontrolliert (Drossel) abfließen kann. Die stärkeren, kurzen und intensiven Regenereignisse (Wolkenbrüche) werden durch eine Kombination aus Atmosphärendruck und zu erwartenden Niederschlägen vorhergesagt. Sollten Bedingungen ermittelt werden, die einen sogenannten Wolkenbruch begünstigen, wird der Tank zur Vorbereitung auf ein mögliches Starkregenereignis komplett entleert.

 

Wavin StormHarvester:

  • Konventionelle Rückhaltesysteme stehen zumeist zu 95% leer.
  • Die StormHarvester-Technologie stellt sicher, dass die im Boden befindlichen Tanks stets über genügend Kapazitäten zur Aufnahme von Regenwasser verfügen.
  • Perfekte Kombination von Regenwassernutzung und Überflutungsvorsorge: auf Grundlage einer intelligenten Sensorik wird stets der erforderliche optimale Pegelstand ermittelt.
  • Batterie-Backup: im Falle eines Stromausfalls ist eine einwandfreie Funktionalität für mehrere Tage gewährleistet.
  • Bediener werden automatisch über Funktionsbeeinträchtigungen benachrichtigt.
  • Die Steuerung und Leitstelle des Systems führt alle fünf Minuten einen System-Überprüfung durch, um sicherzustellen, dass jede Änderung in der Kommunikation schnell erkannt wird.


Bäume – leistungsfähige Wassermanager

Auch grüne Infrastrukturen bilden eine Säule einer wassersensiblen Stadtplanung. So sorgen etwa Stadtbäume für Kühlung und für eine verbesserte Luftqualität. Indem sie die Funktionsprinzipien des natürlichen Wasserkreislaufs durch Speicherung, Verdunstung, Ableitung oder Versickerung unterstützen, werden sie darüber hinaus zu effektiven Wassermanagern. Somit ist der Schutz von Stadtbäumen längst zu einem zentralen Paradigma einer sowohl an einer verbesserten Klimaresilienz als auch an einer verantwortungsvollen Gesundheitsvorsorge orientierten Freiraumgestaltung geworden. Für ein gesundes Baumwachstum bergen die hohe innerstädtische Verdichtung und auch der Klimawandel allerdings große Schwierigkeiten. Daher gilt es, wo immer nötig, bauliche Rahmenbedingungen zu optimieren. Durch eine Verwendung luft- und wasserdurchlässiger Baumscheiben sowie durch die Herstellung großer Pflanzgruben, die genügend Wurzelraum bieten, entsteht ein positives Entwicklungsumfeld für den Baum und der urbane Wasserhaushalt kann gleichermaßen positiv beeinflusst werden. Auch Wurzelkammersysteme wie der Wavin TreeTank bieten entscheidende Vorteile, um für Bäume optimale Wachstumsbedingungen herzustellen.


Wavin TreeTank – effektiver Wurzelschutz

Schafft man dem Baum aber optimale Bedingungen für seine Wasser-, Luft- und Nährstoffversorgung, so hat dieser großen Anteil daran, die Stadt zu einem lebens- und liebenswerten Ort zu machen. Der auf dem modularen Versickerungs- und Rückhaltesystem Wavin Q-Bic Plus basierende Wavin TreeTank bietet Bäumen einen gesicherten unterirdischen Raum, in dem sich Baumwurzeln frei entfalten können, so dass stets genügend Nährstoffe für ein gutes Gedeihen und eine lange Lebensdauer zur Verfügung stehen.

Technisch und wirtschaftlich eine gute Wahl

  • Eine innovative Lösung für die Herstellung nachhaltiger Baumgruben in verdichteten Bereichen.
  • Sowohl für offene, nicht überbaute (FFL 1), als auch für überbaute (FFL 2) Baumgruben geeignet.
  • Geeignet für den Einsatz unter Verkehrsflächen der Belastungsklasse SLW 60.
  • Kann flexibel auf jede individuelle Einbauanforderung abgestimmt werden.