Dachbegrünung mit optimierter Verdunstungsrate

Das Ergeb­nis ein­er Koop­er­a­tion zweier Fir­men, die Pro­duk­te für die blau-grün-graue Infra­struk­tur her­stellen, ist ein Gebäude mit 100 Prozent dezen­traler Regen­wasser­be­wirtschaf­tung und ein­er Wasser­haushalts­bi­lanz mit angestrebten 50 Prozent Ver­dun­stungsan­teil, wie im natür­lichen Gelände vor der Bebauung.

Bei der Bewirtschaf­tung des Nieder­schlags natür­liche Ver­hält­nisse der Wasser­haushalts­größen Ver­dun­stung, Grund­wasserneu­bil­dung und Ober­flächen­abfluss herzustellen ist seit Erscheinen des DWA-Merk­blatts zu Regen­wet­ter­abflüssen im März 2022 das ehrgeizige Ziel der Sied­lungswasser­wirtschaft. Orts­be­zo­gene Jahreswerte, die dem unbe­baut­en Zus­tand entsprechen, liegen mit dem Hydrol­o­gis­chen Atlas Deutsch­land HAD vor. Diese Werte trotz Bebau­ung zu erhal­ten oder annäh­ernd wieder zu erre­ichen, ist das Ziel. Noch fehlen den Genehmi­gungs­be­hör­den dazu aber die Durch­führungs­bes­tim­mungen. In pri­vater Ini­tia­tive wer­den vor­weg schon Pilot­pro­jek­te real­isiert, Erfahrun­gen gesam­melt und aus­gew­ertet. Ein solch­es Pro­jekt, der Vere­in­sheim-Neubau des Schel­len­berg-Sport­clubs Donaueschin­gen (SSC), wird im Fol­gen­den vorgestellt.

Die Lage des Objek­ts im Sportzen­trum Haber­feld kön­nte für ein anspruchsvolles wasser­wirtschaftlich­es Vorhaben passender nicht sein. Denn was hier im kleinen Maßstab prak­tiziert wird, geschieht jen­seits der Grund­stücks­gren­ze im großen Stil: Rückbesin­nung auf natür­liche Ver­hält­nisse. Es geht um den Zusam­men­fluss von Brigach und Breg, deren Wass­er aus dem Schwarzwald stammt. Und ab hier trägt der so gebildete und aus 22 weit­eren Quellen gespeiste Fluss den Namen Donau. Unter gewässerökol­o­gis­chen Aspek­ten wurde dieser Ort des „Ursprungs“ rena­turi­ert. Seit Fer­tig­stel­lung 2022 ist dort wieder eine dynamis­che Flus­sland­schaft erleb­bar, mit verbessert­er Bio­di­ver­sität und einem naturgemäßen Aus­gle­ich zwis­chen Hoch- und Niedrigwasser.

Dazu passt, dass von dem 2023 fer­tiggestell­ten Vere­in­sheim des SSC

• … Nieder­schläge nicht unmit­tel­bar von Gebäude und Grund­stück abgeleit­et wer­den. Stattdessen wird Regen in Spe­ich­ern auf dem Dach, flächig unter der Sub­stratschicht, und im Unter­grund, in ein­er Zis­terne aus Beton­fer­tigteilen mit Fil­tertech­nik, zurückgehalten.
• … kein Tropfen Regen­wass­er ungenutzt in den „Vor­fluter“ Donau gelangt, stattdessen ein Teil des gespe­icherten Wassers für die WC-Spülun­gen ver­wen­det und dadurch ganzjährig Trinkwass­er ges­part wird.
• … ein Teil des gespe­icherten Wassers zur Bewässerung des Grün­dachs genutzt und dadurch die Ver­dun­stung enorm gesteigert wer­den kann.
• … mit Hil­fe von Wet­ter­dat­en die automa­tis­che Steuerung zur Dachbe­wässerung bei bevorste­hen­den Regenereignis­sen nicht aktiv wird. Das spart Energie.
• … Abfluss und Über­lauf des unterirdis­chen Regen­spe­ich­ers in eine Ver­sickerungsrigole aus Poren­be­ton mün­den. Dort ist aus­re­ichend Hohlraum, so dass selb­st Starkre­genüber­läufe Platz find­en, bevor sie allmäh­lich in das Grund­wass­er sickern.

Ein Kanalan­schluss für das Ableit­en des Regen­wassers vom Vere­ins­gelände beste­ht nicht. Das ent­lastet die kom­mu­nale Entwässerung und hil­ft, die Gefahr von Über­flu­tung zu reduzieren. Auch ver­min­dert sich damit bei Starkre­gen die Wahrschein­lichkeit von ungere­inigten Mis­chwasserüber­läufen in die Donau. Insofern hat das Regen­wass­er-Bewirtschaf­tungskonzept des SSC-Vere­in­sheims einen kleinen Anteil am quan­ti­ta­tiv­en und qual­i­ta­tiv­en Gewässer­schutz. Es ist ein pri­vater Beitrag zum Gemein­wohl, der nicht direkt hon­ori­ert wird. Die Wahrschein­lichkeit ist hoch, dass ein entsprechen­der Beitrag in Zukun­ft von allen Gebäude- und Grund­stück­seigen­tümern in Deutsch­land per kom­mu­naler Abwasser­satzung oder Bau­genehmi­gung einge­fordert wer­den wird. In welchem Fall welche Maß­nah­men der Regen­wasser­be­wirtschaf­tung umzuset­zen sind, um der ursprünglichen Wasser­haushalts­bi­lanz zu entsprechen, wird sich zeigen.

Indi­rekt belohnt sich der SSC als Bauherrschaft mit seinem Konzept durch Eins­paren der kom­plet­ten Nieder­schlagsableitungs-Gebühr und eines Teils der Trinkwasserge­bühr – in dem Ver­hält­nis der für die WCs genutzten Regen­wasser­menge, ohne Abwasser­an­teil. Bei Bewässerung der Auße­nan­la­gen mit Regen­wass­er ent­fällt auch der Abwasser­an­teil, da im Gegen­satz zur WC-Spülung kein Schmutzwass­er entste­ht, das von der Kom­mune abgeleit­et wer­den muss.

„In vorau­seilen­dem Gehor­sam hat der Vere­in SSC, noch ohne Forderung der Genehmi­gungs­be­hör­den, die Anwen­dung der neuesten tech­nis­chen Regel beschlossen und uns als ort­san­säs­sige Fir­ma um Hil­fe gebeten“, erk­lärt Mar­tin Lien­hard, Leit­er der tech­nis­chen Abteilung bei Mall. „Wir sind in den regel­geben­den Auss­chüssen für Gewässer­schutz von DIN, DWA und anderen Insti­tu­tio­nen vertreten, haben insofern ein vitales Inter­esse an der prak­tis­chen Umset­zung neuer Regeln mit Hil­fe unser­er Pro­duk­te“. Das Konzept der Regen­wasser­be­wirtschaf­tung, die Anlage zur Regen­wasser­nutzung und das Ver­sickerungssys­tem stam­men von Mall. Pri­vat ist Lien­hard Mit­glied im Sportvere­in SSC und in der Kom­mu­nalpoli­tik der Stadt Donaueschin­gen aktiv. Insofern war er als Vertreter der Bauherrschaft der richtige für die Gespräche mit der unteren Wasserbehörde.

Die im Sportzen­trum Haber­feld gel­tende Wasser­haushalts­gle­ichung, die es für das Nieder­schlagswass­er zu erfüllen gilt, lautet: 436 Mil­lime­ter (49 Prozent) Ver­dun­stung + 285 Mil­lime­ter (32 Prozent) Abfluss + 169 Mil­lime­ter (19 Prozent) Ver­sickerung = 890 Mil­lime­ter (100 Prozent) Jahres­nieder­schlag. Diese Dat­en stam­men aus ein­er frei zugänglichen, firmeneige­nen Bemes­sungssoft­ware auf Grund­lage des HAD. Das Bewirtschaf­tungskonzept sieht vor,

• … eine Ver­dun­stungsrate von 49 Prozent mit einem exten­siv begrün­ten und zusät­zlich aus der Regen­zis­terne bewässerten Flach­dach zu erreichen.
• … eine Abflussrate von 32 Prozent über die WC-Spülung mit Wass­er aus der Regen­zis­terne zu erre­ichen. Das dabei entste­hende Abwass­er fließt nach Reini­gung in der kom­mu­nalen Kläran­lage in das Ober­flächengewäss­er Donau und stellt somit einen verzögerten Abfluss des Regen­wassers dar.
• … eine Ver­sickerungsrate von 19 Prozent durch ein­er­seits den Über­lauf bei voller Regen­zis­terne in die unterirdis­chen Sick­erkam­mern, ander­er­seits durch die Fugen der wasser­durch­läs­sig befes­tigten Flächen vor dem Gebäude, zu erreichen.

Derzeit wird in Fachkreisen disku­tiert, ob bei ein­er Wasser­haushalts­bi­lanz der als Trinkwasser­ersatz genutzte Anteil des Regen­wassers statt als Ober­flächen­abfluss richtiger­weise als Grund­wasserneu­bil­dung zählen sollte. Denn, je nach Herkun­ft des Trinkwassers, wird damit in der Regel Grund­wass­er geschont.

Ein exten­sives Grün­dach mit 8 Zen­time­ter Sub­strat­stärke kann lediglich 30 Liter pro Quadrat­meter pflanzen­ver­füg­bares Wass­er spe­ich­ern, das sind 30 Mil­lime­ter Nieder­schlag. Durch den gewählten speziellen Dachauf­bau mit Wasser­spe­ich­er vervier­facht sich dieser Wert. „Um densel­ben Effekt nur mit Sub­strat zu erre­ichen, hät­ten wir die Sub­stratschicht um cir­ca 20 Zen­time­ter erhöhen müssen, entsprechend ein­er zusät­zlichen Dachlast von 280 Kilo­gramm pro Quadrat­meter“, sagt Ralf Walk­er, Leit­er Forschung und Entwick­lung beim Grün­dach-Sys­temher­steller Zin­Co in Nürtin­gen. „Deshalb fiel die Wahl auf unser Sys­tem Sponge City Roof mit einem 8 Zen­time­ter hohen Hohlraum für Reten­tion unter­halb des Sub­strats“. Der Wassere­in­stau erfol­gt nur im Som­mer­hal­b­jahr. Sta­tisch muss das Gewicht von 80 Kilo­gramm pro Quadrat­meter flüs­si­gen Wassers laut Walk­er in der vor­liegen­den Region nicht berück­sichtigt wer­den, da es mit der Schnee­last (Wass­er in Form von Schnee im Win­ter) ver­rech­net wird.

Wenn der Regen auf die 240 Quadrat­meter große begrünte Fläche fällt, sät­tigt sich zunächst die Veg­e­ta­tion­stragschicht, das Sub­strat. Bei weit­er­er Durch­feuch­tung sam­melt sich das Wass­er unter dieser Schicht auf einem Aquafleece und tropft durch ein so genan­ntes Bänd­chengewebe in den darunter liegen­den Hohlraum. Ist dieser gefüllt, läuft das Wass­er in Rich­tung Zis­terne über. Bei Trock­en­heit wird aus diesem unterirdis­chen Spe­ich­er peri­odisch, durch die Pumpe im Regen­cen­ter, das Dach bewässert. Dazu liegt auf dem Aquafleece ein Tropf­schlauch. Die Tropfer haben in jede Rich­tung 50 cm Abstand, die Verteilung in der Fläche übern­immt das Aquafleece.

Die gewählte Samen­mis­chung „Bienen­wei­de“ bietet ein für Insek­ten attrak­tives Blü­te­nange­bot, hat aber auch das Poten­tial, ein­er­seits Wass­er gut zu ver­dun­sten, ander­er­seits Trock­en­phasen gut zu über­ste­hen. Für Inspek­tion und Wartung gel­ten die Hin­weise der Dachbe­grü­nungsrichtlin­ie. Walk­er emp­fiehlt im Rah­men der Fertigstellungs‑, Entwick­lungs- und Unter­hal­tungspflege und in Abhängigkeit der örtlichen Bedin­gun­gen einen „umhüll­ten“ Langzeit­dünger mit aus­ge­wo­gen­er Nährstof­fzusam­menset­zung und ein­er Wirkungs­dauer von 4–6 Monaten.

In der Stadt­pla­nung der Zukun­ft wer­den die WC-Spülung und die Grün­dach-Bewässerung konkur­ri­erende Nutzun­gen sein, wenn alle ver­füg­baren Däch­er begrünt sein wer­den und bewässert wer­den soll­ten. Dazu kommt, dass Kom­munen, die neben der Gebäude- auch die Straßen­be­grü­nung für ein besseres Stadtk­li­ma brauchen, dafür zusät­zlich Bewässerungs­be­darf haben wer­den. Konkur­ri­eren­der Bedarf an Regen­wass­er wird entste­hen, wo es an Trinkwass­er man­gelt. Das WCs ließen sich mit gesam­meltem Regen­wass­er spülen, voraus­ge­set­zt es gibt Spe­ich­er und sep­a­rate Leitun­gen. Davon wür­den Regio­nen wie Unter­franken sowie fast alle deutschen Metropol­re­gio­nen prof­i­tieren. Sie kön­nten den Trinkwasser­bezug über Fer­n­wasser­leitun­gen reduzieren.

Die Pilot­pro­jekt-Part­ner des SSC, zu denen neben Mall (als Anbi­eter von Gewässer­schutzsys­te­men in Verbindung mit Beton­fer­tigteilen) auch der Grün­dach-Sys­temher­steller Zin­Co gehört, haben sich inten­siv mit Möglichkeit­en beschäftigt, konkur­ri­erende Nutzun­gen des Regen­wassers weit­ge­hend zu ver­mei­den. Das Ergeb­nis im Vere­in­sheim ist eine Tech­nik, die fol­gen­der­maßen instal­liert beziehungsweise pro­gram­miert wurde:

• Die Bewässerung des Grün­dachs erfol­gt in regelmäßi­gen Zyklen durch eine automa­tis­che han­del­sübliche Steuerung, die Wet­ter­dat­en ver­ar­beit­en kann.
• Die Bewässerung wird aus­ge­set­zt, falls die Wet­ter­vorher­sage Regen ankündigt – und, falls die Füll­stand­sanzeige der unterirdis­chen Zis­terne weniger als 3,9 Kubik­me­ter verbleibende Vor­rats­menge meldet. Dieser Rest ist zur Nutzung im Gebäude vorgesehen.
• Die WC-Spülun­gen wer­den durch ein vom Trinkwass­er unab­hängiges Leitungsnetz ver­sorgt. Den dazu erforder­lichen Wasser­druck hält das Regen­cen­ter Tano L aufrecht, das als Hauswasser­sta­tion im Tech­nikraum an der Wand mon­tiert ist. Seine Pumpe saugt knapp über dem Zis­ter­nen­bo­den an – gere­inigtes Regen­wass­er, das bere­its im Zulauf des Spe­ich­ers gefiltert wurde.
• Sind in Trocken­zeit­en 3,7 von ins­ge­samt 7,6 Kubik­me­tern Zis­ter­nen­vor­rat aufge­braucht, wird der bis zu 19,2 Kubik­me­ter fassende Wasser­spe­ich­er auf dem Dach nach und nach in die Zis­terne entleert. Dabei wird peri­odisch die Füll­menge von 3,9 um 1,5 auf nur 5,4 Kubik­me­ter erhöht, so dass min­destens 2,2 Kubik­me­ter Fas­sungsver­mö­gen für die Rück­hal­tung von Regen­wass­er bleiben.
• Erst wenn bei­de Regen­spe­ich­er leer sind, wer­den für die WC-Spülun­gen bedarf­s­gerecht kleine Men­gen Trinkwass­er im Regen­cen­ter einge­speist. Dies geschieht durch „freien Aus­lauf“ gemäß DIN EN 16941–1 und DIN 1989-100, ohne direk­te Verbindung mit dem Trinkwassernetz.

Um den Trinkwasserbe­darf in Trocken­zeit­en möglichst ger­ing zu hal­ten und zugle­ich die Spe­icher­größe wirtschaftlich vernün­ftig zu dimen­sion­ieren, hat Mall das firmeneigene Bemes­sung­spro­gramm einge­set­zt. Es nutzt die örtlichen langjähri­gen Regen­dat­en und bringt sie durch Sim­u­la­tion in Verbindung mit dem geplanten Regen­wasserbe­darf. Ergeb­nis ist ein unterirdis­ch­er Beton­be­häl­ter mit 7,6 Kubik­me­ter Volumen.

Im Weit­eren wird Stephan Kle­mens, Entwick­lungsleit­er bei Mall, zusam­men mit Ralf Walk­er, die Dat­en der Regen­wasser­be­wirtschaf­tung beim Pilot­pro­jekt Vere­in­sheim SSC Donaueschin­gen sam­meln und auswerten – ins­beson­dere zur Bewässerung des Grün­dachs. Die Auswirkun­gen auf die Wasser­haushalts­größen Ver­dun­stung, Grund­wasserneu­bil­dung und Ober­flächen­abfluss bess­er zu ver­ste­hen kann helfen, kün­ftig eine aus­geglich­ene Wasser­haushalts­bi­lanz vor­ab simulieren zu können.