Die Sita Retention:
Sicherer Rückhalt für Dachflächen
Retention leitet sich von dem lateinischen Wort „retinere“ ab und bedeutet „zurückhalten“. Die unter dem Begriff „Retention“ zusammengefasste, gezielte Regenrückhaltung wird auf immer mehr begrünten Flachdächern praktiziert. Aber für die Entwässerungsberechnung gibt es noch keine allgemeingültige Formel. Die Sita Bauelemente GmbH entwickelte daher ein eigenes Berechnungsverfahren für die so genannten Retentionsdächer – passend zu ihren Gullys und einem neuen Retentionsbauteil.
SitaGreen Retention Gründachschacht. Hier platziert neben der Notentwässerung.
bei der Sita Bauelemente GmbH, Rheda-Wiedenbrück
Fachbericht
Wohin mit den Starkregenwassermengen, die viele kommunale Kanalsysteme überfordern? Vermehrte Extremregenereignisse und zunehmend versiegelte Flächen addieren sich zu einem Problem, auf das immer mehr Kommunen mit Einleitbeschränkungen reagieren. Denn wenn die öffentlichen Kanäle überlastet sind, kommt es zum Rückstau auf dem Grundstück, zu überfluteten Kellern und Straßen. Immer häufiger staut sich das Wasser bis auf die Dachfläche – wir müssen hier also mit einer statischen Zusatzbelastung des Gebäudes rechnen. Seitdem Regen immer öfter zu einem Medienereignis geworden ist, wird die Forderung nach einer dezentralen Regenwasserwirtschaft laut, und immer mehr Bauherren sind bereit, die statischen Vorgaben für ein begrüntes Dach mit Regenrückhaltung zu erfüllen. Retention heißt das Problemlösungssystem, das bereits auf Bodenflächen genutzt wird und jetzt auf immer mehr Flachdachbauten Einzug hält. Begrünte Dachflächen fungieren alsWasserspeicher, der einen geregelten Wasserrückhalt mit verzögertem Abfluss ermöglicht. Je nach Konzeption verfügen begrünte Null-Grad-Dächer über das Vermögen, 50 bis 90 Prozent der Regenspende zu speichern, wobei ein Teil des Wassers auch langsam verdunstet. Bei mehrschichtiger Bauweise können Extensivbegrünungen im Durchschnitt ca. 35 l/m2 Niederschlagswasser aufnehmen, Intensivbegrünungen ca. 45 l/m2. Entscheidend ist hier u.a. auch das Wasserspeichervermögen der eingesetzten Drainageplatten. Außerdem fungieren Dachbegrünungen als natürliche Klimaanlage des Gebäudes, das im Sommer vor Hitze und im Winter vor Kälte schützt. Versiegelte Flächen am Boden werden durch die Grünfläche in lichter Höhe in gewissem Maße ausgeglichen.
Drei Alternativen
Versickerung, Rückhaltebecken oder Drosselung. Es ist an der Zeit, sich mit einer gezielten Wasserbewirtschaftung zu beschäftigen. Auch die DIN 1986-100 rät zu einer dezentralen Regenwasserbewirtschaftung, „…um die Einleitung von Regenwasser in die öffentliche Abwasseranlage zu reduzieren.“ (Quelle: DIN 1986-100 Pkt. 5.3.1). Eine Alternative zur Einleitung in die kommunalen Netze ist die Versickerung, ggf. mit einer Teileinleitung in die Kanalisation. Angesichts zunehmender Flächenversiegelung sind die dafür erforderlichen, schadlos überflutbaren Freiflächen oft nicht mehr verfügbar. Speicherung, überirdisch in einem Teich oder in einer Rigole, ist die heute schon oft praktizierte zweite Alternative, die zudem eine Nutzung der Wasserspenden ermöglicht. Drosselstrecken, die das Oberflächenwasser zeitverzögert einleiten, empfehlen sich als dritte Möglichkeit.
Bemessungsgrundlagen adaptieren
All diese Regenrückhalteräume auf dem Grundstück kann man bemessen. Dazu gibt es Bemessungsgrundlagen, die in der Norm und ATV-Arbeitsblättern geregelt sind. Jetzt entwickelt sich zunehmend der Trend, Rückhalteräume auf dem Dach zu realisieren – was sich bei einem statisch stabilen Null-Grad-Dach mit Dachbegrünung anbietet.
Für Dachflächen sind hier die in der DIN 1986-100:2008-05 geforderten Überflutungs- und Überlastungsnachweise zu erbringen.
Flachdachentwässerung in „Slow-Motion“
Retention kann den natürlichen Wasserhaushalt entschleunigen und dazu beitragen, extreme Regenwasserspenden in geregeltere Bahnen zu lenken. Retention als Antwort auf die Herausforderungen des Klimawandels wird zunehmend bei den Herstellern von Dachentwässerungssystemen nachgefragt. Aber auf die Frage, wie man dieses System für das individuelle Flachdach auslegt, gibt es heute noch keine konkreten Richtlinien, Normen oder Berechnungssysteme, also kein normiertes System.
Die Sita Retention
Um eine Kalkulationsbasis für die sichere Auslegung einer Retentionsentwässerung zu erhalten, entwickelte die Sita daher ein eigenes Berechnungsverfahren. Das Gesamtregen-Entwässerungssystem wird hierbei in ein Haupt- und ein Notentwässerungssystem aufgeteilt. Die Berechnung basiert auf der Gleichung 20 der DIN 1986-100. Nach dieser Gleichung, die die Bemessung von Rückhalteräumen definiert, wird das Regenrückhaltevolumen für die Regenspende in l/(s ha) der Dauerstufe D in der Jährlichkeit von fünf bzw. 100 Jahren berechnet. Die Dauerstufe D geht von fünf Minuten bis 72 Stunden oder 4.320 Minuten. Über die gesamte Bandbreite der örtlichen Regendaten des Deutschen Wetterdienstes wird das größtmögliche Volumen, das auf eine zu planende Dachfläche auflaufen kann, ermittelt – denn, rein statistisch kommt ein 5-minütiges Regenereignis genauso häufig vor, wie ein 72-stündiges Jahrhundertregenereignis.
Davon abgezogen wird ein gewisser Drosselabfluss, bestimmt durch das eigens neu entwickelte Bauteil SitaMore Retention. Je nach Aufgabenstellung ist dieses Retentionsmodul mit mehr oder weniger Ablauföffnungen versehen. Desto weniger Bohrungen, desto mehr Wasser wird gedrosselt, also zurückgehalten und erst zeitverzögert abgeführt. Das Rückstauvolumen lässt sich somit gezielt auf die Einleitungsbeschränkungen der Gemeinde abstimmen. Beispiel: Liegt dort z.B. die Beschränkung vor, dass nur ein Liter pro Sekunde von der Dachfläche eingespeist werden darf, wird der Rest der zu erwartenden Regenspende oben auf dem Dach zurückgespeichert. Gerechnet wird immer mit dem größten zu erwartenden Regenrückhaltevolumen der Dauerstufe. Das erforderliche Speichervolumen wird aus der maximalen Differenz der in einem Zeitraum gefallenen Niederschlagsmenge und dem in diesem Zeitraum über die Drossel weitergeleiteten Abflussvolumen ermittelt. Die Sita definiert für ihr Kalkulationsverfahren, dass pro 400 qm Dachfläche mindestens ein Dachablauf einzuplanen ist und dass der Abstand der Dachabläufe untereinander nicht mehr als 20 Meter betragen sollte. Darüber hinaus ergibt sich bei der Berechnung des Regenrückhaltevolumens ein Wasseranstau, der nach Überlegung der Sita Experten in der Regel nicht mehr als 40 mm betragen sollte. Da die Regendauer in der Regel größer als 15 Minuten ist, fließt der Abflussbeiwert von C = 1,0 in die Rechnung ein.
Sicherheitspuffer Notablauf
Die Wichtigkeit der Notabläufe sollte nicht unterschätzt werden. Gemäß der DIN 1986-100 Pkt. 5.3.1 muss „jede Dachflächebzw. jeder durch die Dachkonstruktion vorgegebene Tiefpunkt über eine Notentwässerung verfügen. Bei planmäßig vorgesehener Regenrückhaltung auf dem Dach kann auf eine Notentwässerung verzichtet werden.“ Der Kommentar zur gleichen Norm konkretisiert diesen Absatz in Pkt. 5.9: „Nur bei planmäßig vorgesehener Regenrückhaltung auf Flachdächern in Massivbauweise, die dafür statisch berechnet sind, kann auf eine Notentwässerung verzichtet werden. Dabei sollte die Dachkonstruktion einen Einstau bis zur Attikahöhe aufnehmen können.“ Allerdings heißt es auch im Kommentar zur DIN 1986-100 im Punkt 14.9.4 „jeder Rückhalteraum, bzw. jedes Rückhaltebecken muss einen Notüberlauf haben“. Zum Schutz der Begrünung und des gesamte Gebäudes (Statik, Hinterlaufen an Türanschlüssen oder Lichtkuppeln und sonstigen Einbauten wie Absturzsicherungen, Lüfter etc.) empfiehlt Sita immer den Einsatz einer funktionierenden Notentwässerung. Bei der Sita Retention, fließt diese zusätzliche Sicherheitskomponente mit ein.
Auch bei der Betrachtung der Notüberläufe wird die Gleichung 20 genutzt, jedoch nicht mit der Jährlichkeit von fünf Jahren, also nicht mit einem 5-Jahresregen, sondern mit dem Jahrhundertregen. Über die gesamte Bandbreite der Dauerstufen, wieder von fünf Minuten bis zu 4.320 Minuten, wird dann das Regenrückhaltevolumen und damit auch die Anstauhöhe für die Notentwässerung bestimmt. Bei der Berechnung der Notabläufe kommt ein vereinfachtes Berechnungssystem zum Einsatz, das auf den „worst case“ ausgelegt ist. Bei dieser Worst-case-Betrachtungsweise geht man davon aus, dass das Hauptentwässerungssystem überlastet ist und darüber kein Wasser mehr abläuft, dass die Ablaufleistung des Hauptentwässerungssystems gleich null ist.
Produkte zum Berechnungsverfahren
Realisiert wird die geregelte Regenrückhaltung mit dem neu konzipierten Bauteil SitaMore Retention. Dieses Drosselmodul mit einem Anstauzylinder aus HDPE (High-Density Polyethylen) kommt je nach Einsatzbereich mit mehr oder weniger Ablauföffnungen zum Einsatz. Dank einer umlaufenden 3-lippigen Dichtung lässt es sich schnell und sicher in den Gullytopf einfügen. Kompatibel ist das Drosselmodul mit dem SitaIndra, dem SitaStandard aus PUR oder mit dem SitaMulti aus Gusseisen. Durch die Kombination von Berechnungsnorm, Berechnungsservice und geprüften Produkten ergibt sich ein neuartiger Ansatz, das Thema Retention ganzheitlich anzugehen und systematisch in der Praxis zu realisieren.
Resümee: Retention mit Sicherheitsreserve
Durch die Schaffung eines eigenen Berechnungsverfahrens schloss Sita eine Sicherheitslücke bei der Berechnung von Gründächern, die mit Retention arbeiten. Die Kalkulation auf Worst-Case-Basis gibt Planenden und Bauherren größtmögliche Sicherheit.
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