Regenwasser effizient und intelligent managen auf dem Vogelhof in Utrecht

von Elias Gut

Klimawandel und extremes Stadtklima

Städte sind besonders stark vom Klimawandel betroffen und sind zusätzlich dem urbanen Hitzeinsel-Effekt ausgesetzt. Ein Phänomen, das mittlerweile nicht nur messbar, sondern auch deutlich spürbar ist. Die massive Aufheizung der Innenstädte führt zu Temperaturdifferenzen der Innenstädte im Vergleich zum Umland von meist 3 – 5° oder mehr und fördert Extremwetterereignisse wie Tropennächte und urbane Sturzfluten. Regenereignisse mit hohen Niederschlagsmengen innerhalb kürzester Zeit resultieren in Überflutungen, da der hohe Anteil versiegelter Flächen eine Versickerung nicht zulässt und die vorhandene Kanalisation die anfallenden Wassermassen nicht aufnehmen kann.

Überflutungen und große Hitze haben schwerwiegende Folgen für die menschliche Gesundheit sowie gravierende Auswirkungen auf die Wirtschaft. Ursachen hierfür sind im Wesentlichen der hohe Anteil versiegelter Flächen sowie die bauliche Struktur urbaner Ballungsräume.

Natürlicher Wasserhaushalt und dezentrales Regenwassermanagement

Die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes trägt nachhaltig dazu bei, den Kreislauf aus urbanen Hitzeinseln und Starkregenereignissen zu durchbrechen. Die Wasserbilanz versiegelter Flächen in den Städten weist einen hohen oberflächlichen Abfluss von Regenwasser auf, Versickerung und Verdunstung sind sehr gering. Die Rückkehr zum Wasserhaushalt von natürlichen, unbebauten Flächen hingegen bedeutet hohe Verdunstungsraten, durch die ein natürlicher Kühleffekt in der Umgebung entsteht. Die gezielte Versickerung begünstigt die Grundwasserneubildung und der stark verringerte oberflächliche Abfluss von Niederschlag ist ein wichtiger Bestandteil des Überflutungsschutzes.

Eine großflächige Umgestaltung in grüne, naturnahe Flächen ist aufgrund des Platzmangels in den Städten nicht realistisch. Dachflächen bieten jedoch ein enormes Potential für die Begrünung mit effektiven und zukunftssicheren Systemen. Durch die Reduktion des Abflusses von Regenwasser sowie die hohe Verdunstungsleistung haben Gründächer einen signifikanten Einfluss auf die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes.

Welche Wirkung ein Gründach entfaltet, hängt neben der Vegetation und den lokalen Begebenheiten maßgeblich von Art und Umfang des Wasserspeichers ab. Ein großer Wasserspeicher und hohe Wasserverfügbarkeit bewirken nachweislich eine höhere Verdunstungs- und Kühlleistung.

Lebenswerte Städte von morgen – grün und intelligent

Die positiven Effekte von Gründächern sind eindeutig. Doch für innovative und flexible Möglichkeiten zur Speicherung und Nutzung von Regenwasser sind einzigartige Systeme und das Knowhow von Spezialisten erforderlich. Wie durch die Vernetzung von Gründächern und Tiefbaukomponenten in Kombination mit einer wetterbasierten Steuerung ein leistungsfähiges und platzsparendes System zum Regenwassermanagement ausgeführt werden kann, zeigt das Bauvorhaben Vogelhof.

Wohnen im Grünen

Im Utrechter Stadtteil Leidsche Rijn in den Niederlanden entstehen 68 vielfältig gestaltete Eigenheime, die sich kurz vor der Fertigstellung befinden. Alle Wohngebäude sind um einen aufwändig gestalteten, 1.700 Quadratmeter großen Innenhof angeordnet, der von den zukünftigen Bewohnern gemeinsam genutzt werden kann. Geplant ist eine grüne Oase mit Spielgeräten für Kinder, vielfältiger Vegetation und einem Wasserlauf. Das gesamte Bauvorhaben orientiert sich an den Zielen der Gemeinde: erschwinglich, nachhaltig und grün. Auch das Regenwassermanagement auf dem rund 7.200 Quadratmeter großen Gelände entspricht diesem Konzept.

Regenwassermanagement mit Dachbegrünung und intelligenter Steuerung

Die besondere Funktionalität verbirgt sich in der Dachbegrünung auf dem Innenhof, der über der Tiefgarage liegt. Unter den Grünflächen für Spiel und Erholung und den Verkehrswegen verbergen sich Speicherräume für Regenwasser. Im Systemaufbau des Optigrün-Retentionsdachs Drossel sind spezielle Kunststoffhohlkörper, die Wasser-Retentionsboxen WRB 170, eingebaut. Diese haben ein besonders hohes Retentionsvolumen von ca. 161 l/m² bei einer Bauteilhöhe von nur 170 mm, sodass der zur Verfügung stehende Raum optimal ausgenutzt werden kann. In den Wasser-Retentionsboxen sind Kapillarbrücken integriert, die gespeichertes Wasser wieder in den Gründachaufbau transportieren.

Die Wasser-Retentionsboxen sind auf der Tiefgaragendecke verlegt, die durch Aufkantungen in 4 getrennte Flächen unterteilt ist. Die dadurch entstehenden „Wannen“ sind gefällelos (0°) und treppenförmig mit einem einen leichten Höhenversatz zwischen den einzelnen Flächen angeordnet. Daneben gibt es auf dem Gelände eine Zisterne zur unterirdischen Regenwasserrückhaltung von FRÄNKISCHE mit einem Volumen von ca. 30 m³ sowie ein Sickerbecken. Das Herzstück des Regenwassermanagementsystems bildet die intelligente Steuerung sowie die darüber angesteuerten Drosseln, Pumpen und Ventile.

Bei einem Niederschlagsereignis füllen sich die Wasserspeicher im Gründach. Neben dem direkt auf der Dachbegrünung anfallenden Wasser wird noch zusätzlich Wasser von weiteren Dachflächen eingeleitet: Der gesammelte Niederschlag von ca. 3.000 m² versiegelten Dachflächen wird nach einer Reinigung in die Zisterne geleitet und sofort automatisiert über ein System aus Pumpen und Ventilen auf die Retentionsflächen weiter verteilt. Spezielle Schächte, die Optigrün-Wassereinleitschächte WES, gewährleisten die gezielte und sichere Einleitung des Wassers auch bei großen Mengen.

Durch den hohen Wasserspeicher auf dem Dach und die Zuleitung des gesammelten Wassers von versiegelten Flächen ist eine maximale Verdunstungsleistung sichergestellt – die Grundvoraussetzung für die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes und die Steigerung der Biodiversität.

Auf jeder der vier Retentionsflächen ist zusätzlich eine intelligente Ablaufdrossel, die Optigrün-Smart Flow Control, eingesetzt. Diese ist im Grundzustand geschlossen, sodass Wasser angestaut wird. Der Wasserstand auf der Dachfläche wird konstant überwacht. Ein Abfluss von der Dachfläche erfolgt nur, wenn für den Rückhalt eines erwarteten Regenereignisses mehr Speichervolumen benötigt wird, als aktuell im Retentionsraum zur Verfügung steht.

Durch das intelligente System findet die Abgabe von Wasser aus dem Gründach vor dem Niederschlagsereignis statt. Das Wasser wird zunächst in ein Sickerbecken geleitet und bei Bedarf über einen Überlauf in das Kanalsystem. Dieses ist vor dem Regenereignis noch unbelastet und ausreichende Kapazitäten stehen zur Verfügung. Bei Regeneintritt ist die Drossel wieder geschlossen, der gesamte Niederschlag kann in den Wasser-Retentionsboxen gespeichert werden.

Das gesamte Regenwassermanagementsystem ist so ausgelegt, dass auch eine Verteilung von Wasser zwischen den Retentionsflächen möglich ist, sodass insbesondere in längeren Trockenperioden in allen Dachbereichen ausreichend Wasser für die Vegetation verfügbar ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit Trinkwasser in das System einzuspeisen. Für den Winterbetrieb können die Leitungen zu den Dächern entleert werden, sodass keine Frostschäden entstehen.

Leistungsfähig und multifunktional: Die Wasserbilanzsteuerung

Das komplette System, die Wasserbilanzsteuerung von Optigrün und Fränkische, erfüllt beim Objekt Vogelhof zwei wesentliche Aufgaben. Das System ermöglicht einen maximalen Überflutungsschutz und die bestmögliche Nutzung des gebauten Retentionsvolumens durch die intelligente Steuerung. Zudem wird durch die hohe und dauerhafte Wasserverfügbarkeit für die Vegetation die bestmögliche Verdunstungsleistung erreicht. Eine nachahmenswerte Lösung für die Gestaltung grüner, lebenswerter und zukunftsfähiger Städte.

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