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Flachdachentwässerung:

Zukunftspotential Flachdach

Nützlicher, grüner, größer. Flachdächer machen Karriere. Früher eher aus wirtschaftlichen Gründen gewählt, haben sie sich zu einer Dachform entwickelt, die Raum für neue Perspektiven erschließt. Statik, Entwässerung und Wartung kommen damit eine neue Bedeutung zu – auch angesichts des Klimawandels.

Fachbericht

Trend: Nützlicher
Das Flachdach als brach liegende Fläche beflügelt die Fantasie, vor allen Dingen im städtischen Umfeld, in dem Grund und Boden immer knapper werden. Solaranlagen sind schon lange auch auf dem Flachdach angekommen. Ihre Effizienz ist mittlerweile so ausgelegt, dass sie nicht nur Strom für das darunter liegende Gebäude liefern können. Das Flachdach auf dem Berliner Großmarkt, dem „Bauch von Berlin“, gilt mit einer Fläche von knapp sechs Fußballfeldern als das größte Solarkraftwerk auf Berliner Dächern. Es produziert 1,6 Megawatt, eine Gesamtleistung die ausreicht, um 600 Haushalte mit Strom zu versorgen. Auch die Umwelt gewinnt, denn pro Jahr bleiben ihr so ca. 850 Tonnen CO2 erspart. Effektive Entwässerung und regelmäßige Wartung ist bei Flachdächern, die bereits eine zusätzliche Auflast zu tragen haben, von besonderer Wichtigkeit.

Trend: Grüner
„Flachdach – das unentdeckte Land“, so betitelte Jackon Insulation bereits 2009 eine Informationsbroschüre zum Thema Umkehrdach. Mittlerweile erlebt das Umkehrdach eine Renaissance, vor allen Dingen im urbanen Raum. Mit Terrassen und Gärten in lichter Höhe bekommt das Flachdach eine dritte bzw. neue grüne Dimension. Das Fraunhofer Institut arbeitet z. B. an einem Prototyp für das „InFarming“, das eine Gemüsezucht oder Weizenanbau auf dem Dach ermöglicht. Dahinter steht die Idee, auf innerstädtischen Grünflächen frische Produkte in der Nähe der Verbraucher zu erzeugen. Ein Konzept, das auch zur Minimierung des Transportaufwands und damit zur Senkung der CO2-Belastung beiträgt. Bei begrünten Dächern wird Regen nicht mehr als Problem, sondern als Ressource betrachtet. Vor Überflutung bei Extremregenereignissen schützt eine effektive Notentwässerung durch die Attika, die über den planerisch vorgesehenen Wasserstand wacht.

Trend: Größer
Größenwahn oder wirtschaftliches Zukunftsdenken? Im Streben nach immer optimaleren Kosten-/ Nutzen-Effekten zeigen gerade Industriehallenbauten den Trend zum Wachstum. Hochregallager, bei denen die Gebäudehülle um riesige Regalkomplexe herumgebaut wird, wachsen in schwindelerregende Höhen. Mit einer Fläche von 55.000 m2 und einer Höhe von 38 Metern markiert z. B. das Adidas-Logistikzentrum in Rieste einen Meilenstein in der deutschen Baugeschichte des Unternehmens. Als größtes Flachdach der Welt gilt derzeit das 999.000 m2-Dach der Blumenauktionshalle in Aalsmeer. Unter seinem gigantischen Tragwerk gehen über 350 Betriebe dem blühenden Geschäft des internationalen Tulpenhandels nach. Mit zunehmender Dachfläche, oft als kostenbewusste Stahltrapezblechkonstruktion ausgeführt, kommt dem Thema Entwässerung und Statik eine neue Bedeutung zu. Ein Rechenbeispiel für ein 55.000 qm großes Flachdach am Standort Rieste verdeutlicht dies: Über den Zeitraum von fünf Minuten sammeln sich hier bei einem ganz normalen Berechnungsregen 594.000 Liter Regenwasser, was einem Gewicht von 594.000 kg entspricht. Bei einem Jahrhundertregenereignis würden hier 1.118.700 Liter Wasser anfallen, also eine zusätzliche Dachlast von 1.118,7 Tonnen – das Gewicht von ca. 1.000 PKWs, 37 LKWs oder aber ca. 370 Elefanten. Dieses Beispiel zeigt, dass eine richtig ausgelegte Flachdachentwässerung eine aktive Vorsorge, wenn nicht sogar eine „Lebensversicherung“ für das Gebäude darstellt.

Megatrend DSS
Als Jahrhundertregen wird ein fünfminütiges Starkregenereignis bezeichnet, das statistisch gesehen nur alle 100 Jahre zu erwarten ist. Aber die Wetterkapriolen der letzten Jahre, die immer häufiger mit Extremregen aufwarteten, scheinen diese Zeitrechnung in Frage zu stellen.

Effiziente Druckströmungssysteme, die immer höhere Regenspenden in Bestzeit von immer größeren Dachflächen schaffen, sind so gefragt wie nie zuvor. Sie entlasten die Statik des Daches, ehe diese durch das Gewicht des Wassers an ihre Grenzen gebracht wird. Druckströmungssysteme, auch DSS-Systeme genannt, arbeiten mit Unterdruck und Vollfüllung der Rohre. Sie können also mit relativ kleinen Rohrdurchmessern (die die Statik durch geringes Eigengewicht entlasten) relativ große Regenmengen entwässern. Damit empfehlen sie sich besonders für große Flachdachbauten und Hochregallager. Wirtschaftliche Druckströmungssystemlösungen lassen sich in der Regel realisieren, wenn die waagerechte Längenausdehnung des Rohrstranges das 10- bis 20-fache der verfügbaren Höhe beträgt. Beispiel: Bei einer Gebäudelänge von 100 Metern und einer Gebäudehöhe von 10-20 Metern kann davon ausgegangen werden, dass die gewünschte wirtschaftliche Arbeitsweise erreicht wird.

Vergleich: DSS vs. Freispiegel
Druckströmungssysteme sammeln das Regenwasser in gefällelosen Sammelleitungen direkt unter der Dachkonstruktion und führen es über wenige Fallleitungen schnell in die Grundleitung ab. Daraus resultiert eine optimale Raum- und Hallennutzung, z. B. für Hochregallager, bei denen kein Platz verschenkt werden soll. Weniger Fallleitungen bedeutet auch weniger Rammschutz sowie weniger Erd- und Wartungsarbeiten bei den Grundleitungen. Durch keine oder nur wenige Inspektionsschächte und die Selbstreinigungsfunktion des Rohrsystems wird der Wartungsaufwand verringert. Aufgrund der erhöhten Leistungsfähigkeit kann mit kleineren Rohrnennweiten gearbeitet werden, was sich unter dem Strich auch positiv auf die Kosten auswirkt.

Mit immer größeren Spannweiten werden auch die Rohrleitungen immer länger. Bei einem DSS-System, das zum Aufschaukeln neigt, wenn das Wasser unter Druck in die Rohre schießt, sollte daher auf ein verlässliches Befestigungssystem geachtet werden. Sita arbeitet hier z. B. mit einem Montageschienensystem, das die hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen eines Druckentwässerungssystems aufnimmt, und auftretende Bewegungen sicher in die Haltekonstruktion einleitet.

Vorschrift: Notenwässerung
In den letzten Jahren sind die Richtlinien für die Notentwässerung an die veränderten klimatischen Bedingungen angepasst worden. Nach DIN EN 12056-3 und DIN 1986-100 ist eine Notentwässerung Pflicht. Nur ein korrekt ausgelegtes Entwässerungssystem, das die Regenmassen unter allen Wetterumständen vom Dach abführt, gibt allen die erforderliche Sicherheit. Dies gilt auch für Planer und Ausführende, die nach den neuen Richtlinien für ihre Arbeit haften. Auch das effizienteste DSS-System kann eine Notentwässerung nicht ersetzen, bzw. ersparen. Eine Notentwässerung ist so auszulegen, dass sie mindestens die Differenz zwischen Berechnungs- und Jahrhundertregenspende sicher und frei auf das Grundstück ableitet. Keinesfalls darf sie an das System für die Hauptentwässerung angeschlossen werden.

Service: Hydraulische Berechnung
Ein perfekt arbeitendes, hydraulisches DSS-Entwässerungssystem basiert auf umfangreichen Berechnungen, die in die Hand von Spezialisten gehören. Volumenstrom, Anzahl der Dachabläufe und Druckabgleich fließen in eine Berechnung ein, die die perfekte Funktion sicherstellt. Der SitaDSS Berechnungsservice erbringt diese Serviceleistung kostenfrei in enger Abstimmung mit den Planenden und ist auch in der Bauphase immer ansprechbar. So erhalten alle am Bau Beteiligten die Gewissheit, dass ihre Arbeit auch praktisch gesehen Zukunftssicherheit bietet. Wenn dann noch regelmäßige Wartungszyklen eingehalten werden, bei denen z. B. der freie Einlauf in die Gullytöpfe kontrolliert wird, dann kann der nächste Starkregen ruhig kommen.

Expertenrat

Mit mehr Regen rechnen

Dr. Susanne Kasparek, Produktmanagerin der Sita Bauelemente GmbH in Rheda-Wiedenbrück, über zunehmende Starkregenereignisse und die daraus resultierenden Vorsorgemaßnahmen auf Flachdächern.

Die Studie „Extremwertuntersuchung Starkregen in Nordrhein-Westfalen“, die vom Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW in Auftrag gegeben wurde, dokumentiert, dass „in den 2000er Jahren  … vermehrt lokale Starkregenereignisse aufgetreten“ sind. Sie zeigt aber auch ein erstaunliches Phänomen: „Eine derartige Häufung besonders starker Ereignisse hat es aber bereits auch schon zu Beginn der 1950er- und in der zweiten Hälfte der 1960er-Jahre gegeben.“

Ein Jahrhundertregenereignis soll, wie der Name assoziieren lässt, rein rechnerisch alle 100 Jahre auftreten. Aber diese Zeitrechnung ist aus den Fugen geraten. Das Oderwasser 1997 und 2009, die Elbeflut 2002 und die diesjährige Hochwasserkatastrophe im Osten und Süden Deutschlands zeigen Tendenzen, die man nicht ignorieren kann. Im besonders hart getroffenen Passau ist bereits ein Extremhochwasser aus dem Jahre 1501 dokumentiert, aber Extremregenereignisse scheinen heute in kürzeren Zyklen aufzutreten. Abgesehen vom globalen Klimaschutz besteht lokal auch bei der Entwässerung von Flachdachflächen Handlungsbedarf. Jeder Gebäudebetreiber kann vor Ort seinen Beitrag leisten, Menschen und Bauwerke zu schützen.

Sind bei einem Hochwasserereignis Kanalisation und Grundleitungen überlastet, kann das Wasser über verrohrte Systeme nicht vom Dach – unter Umständen drückt es sogar durch die Fallrohre zurück aufs Dach. Es kommt zu einem Wasseranstau, der die Statik des Gebäudes belastet und im Extremfall überlastet, so dass es zum Dacheinsturz kommt.

In den Flachdachrichtlinien und der DIN 1986-100 wurde daher vorgeschrieben, bei jedem Objekt zu prüfen, ob eine Notentwässerung einzusetzen ist. Die Notentwässerung hat den Vorteil, dass sie frei auf schadlos überflutbare Flächen entwässert. Unabhängig von ggf. überlasteten Rohrleitungen schafft sie so das Wasser vom Dach und die damit verbundenen Gefährdungen aus der Welt. Normen und Richtlinien, die immer auch als Antwort auf Handlungsbedarf in der Praxis zu werten sind, dienen hier als Leitfaden. Da sie ca. alle fünf Jahre von Fachgremien geprüft und bei Bedarf novelliert werden, geben sie Sicherheit und Entscheidungshilfen.  

Das Wetter können wir nicht ändern. Aber wer wettertechnisch mit dem Schlimmsten rechnet, und seine Flachdachentwässerung dementsprechend auslegt, der betreibt aktive Schadensvorsorge.

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