Normgerechte Planung und Dimensionierung von Anlagen
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Mit KOSTRA-DWD pflegt der Deutsche Wetterdienst umfassende Datensätze zu erwartbaren Starkregenereignissen, die flächendeckend für das gesamte Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vorliegen. Das Projekt befasst sich mit der Berechnung von Niederschlagshöhen und Niederschlagsspenden in Abhängigkeit von der Niederschlagsdauer (D) und der Jährlichkeit (T). Die Ergebnisse werden auf ein deutschlandweites Rasternetz übertragen, wobei jedes Rasterfeld etwa 25 Quadratkilometer umfasst. Insgesamt gibt es 5.405 Rasterfelder und ebenso viele Tabellen mit den Niederschlagsdaten für jedes Feld.
DIN 1986-100: Die Norm für Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke
Die DIN 1986-100 „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056“ ist die maßgebliche Entwässerungsnorm und Planungsgrundlage für die Entwässerung von Gebäuden sowie auf dem gesamten privaten Grundstück. Die fachgerechte Auslegung von abwassertechnischen Bauwerken (bis hin zur einzelnen Pumpstation) ist hier beschrieben und verbindlich für Planer:innen, ausführende Unternehmen aber auch für Mitarbeiter:innen in Kommunen geregelt.
Überflutungsnachweise
Regenentwässerungsanlagen von kleinen Grundstücken können gemäß DIN 1986-100, Ausgabe Dezember 2016 - sofern der Kanalnetzbetreiber keine anderen Vorgaben macht - ohne Überflutungsprüfung bemessen werden, da man von einem ungehinderten Abfluss in die öffentliche Kanalisation ausgeht. Kleine Grundstücke haben eine abflusswirksame Fläche von ≤ 800 m2 und einen Anschlusskanal von maximal DN 150. Bei Grundstücken mit einer abflusswirksamen Fläche von > 800 m2 muss die „Sicherheit gegen Überflutung beziehungswiese einer kontrollierten schadlosen Überflutung“ rechnerisch nachgewiesen werden. Die abflusswirksame Fläche in Quadratmeter erhält man durch Multiplikation der tatsächlichen Regeneinzugsfläche in Quadratmeter mit dem dimensionslosen Abflussbeiwert C. Die Zielsetzung bei der Planung der Außenanlagen eines Grundstückes soll grundsätzlich wie folgt lauten: Der Anteil der versiegelten Oberfläche muss so klein wie möglich gehalten werden, damit die „schnelle Ableitung“ des Niederschlagswassers in die öffentliche Kanalisation vermieden wird.
So entwickeln Kommunen Konzepte zur Regenwasserbewirtschaftung, in denen die Niederschlagswasserableitung soweit möglich geregelt wird. Trotzdem kommt es bei sintflutartigen Starkregenereignissen häufig zu Überflutungen von Gelände, Straßen und Gebäuden, da die Wassermassen die Kapazität der Kanalnetze übersteigen und auch offene Gewässer diese nicht zusätzlich aufnehmen können. Hiergegen müssen sich Grundstückseigentümer:innen beziehungsweise Nutzer:innen des Grundstückes durch fachgerechte Planung und Wartung der Entwässerungsanlage schützen.
Regenrückhalteräume
Bei der Planung der Grundstücksentwässerungsanlage ist unbedingt zu beachten, dass nicht jede einzelne Maßnahme das Gebäude beziehungsweise das Grundstück schützen kann, sondern häufig eine Kombination erforderlich ist. So ist beispielsweise ein ausreichender Schutz vor Oberflächenwasser wirkungslos, wenn das Grundstück nicht gleichzeitig ausreichend gegen Rückstau aus dem öffentlichen Kanal geschützt ist. Bestehen Einleitungsbegrenzungen durch den Kanalnetzbetreiber muss gemäß DIN 1986-100 zusätzlich zum Überflutungsnachweis noch die Berechnung des erforderlichen Regenrückhalteraumes (RRR) durchgeführt werden. Die Bemessung von Regenrückhalteräumen erfolgt nach den Regelungen in Arbeitsblatt DWA - A 117 (DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall), abgestimmt auf die Grundstücksentwässerung.
Pumpstationen für den Rückstauschutz
Auch der Einsatz von Pumpstationen und deren fachgerechte Planung und Dimensionierung sind unabdingbar. Der Rückstauschutz steht hier im Fokus. Hierbei ist die Trennung der Volumenströme, also innerhalb oder außerhalb des Gebäudes zwingend zu beachten. Innerhalb des Gebäudes, beziehungsweise für die Rückstausicherung der Entwässerungsgegenstände gilt die Anwendung der DIN EN 12056-4. Diese schreibt die Installation von Hebeanlagen unterhalb der Rückstauebene als „Muss-Bestimmung“ vor und lässt nur in Ausnahmefällen sogenannte Rückstauverschlüsse zwecks Rückstausicherung zu.
Drainageentwässerung
Außerhalb des Gebäudes gilt es, bei der Betrachtung abflusswirksamer Flächen mit den richtigen Regenmengen, im Zweifelsfall mit dem Jahrhundertereignis r(5,100) zu kalkulieren, sollten Gebäude oder Sachwerte gefährdet sein. Wie mit dem Drainagewasser verfahren wird, muss im Einzelfall geklärt werden, da eine Einleitung von Grundwasser in die öffentliche Abwasseranlage grundsätzlich untersagt ist. Sollte die Ableitung in Ausnahmefällen dennoch genehmigt werden, ist das Drainagewasser rückstaufrei in den Kanal einzuleiten. In Verbindung mit den dann einzusetzenden Pumpen gelten spezielle Anforderungen an die Schachtgestaltung. Zum Schutz der Pumpenaggregate soll in den besteigbaren Schacht (mind. ᴓ 1000 mm) ein 0,5 Meter tiefer Sandfang eingebaut werden. Entsprechend der Vorschrift, dass bei unkontrollierbarem Zufluss eine Doppelanlage vorzusehen ist, lässt sich die Anforderung an eine zweite Pumpe in diesem Fall, ohne konkrete Nennung, ableiten. Ebenfalls möglich sind speziell konzipierte Drainagepumpen, die bereits in Schächten mit einem Durchmesser von 300 Millimeter zuverlässig arbeiten, bei sicherer Gewährleistung des Schaltbetriebs.
Rigolen und Rückhaltebauwerke
Im Zuge einer Entwässerungsplanung ist auch zu prüfen, ob das bei Überlastung von Entwässerungselementen oberflächlich austretende Regenwasser dem nächsten Gewässer schadfrei zufließen kann. Können die hierzu topographisch erforderlichen Flutwege nicht gewährleistet werden (zum Beispiel aufgrund geschlossener Bebauung im Bereich von Senken) und stehen überflutbare Grundstücksflächen nicht zur Verfügung, sind Rigolen und Rückhaltebauwerke so zu bemessen, dass diese auch bei extremen Niederschlägen alle anfallenden Wassermengen schadfrei aufnehmen können. Je nach Schutzbedarf des Grundstücks beziehungsweise der angrenzenden Bebauung werden hierzu Starkniederschlagsreihen (KOSTRA-Daten) angesetzt, die einmal in 30 bis 100 Jahren auftreten (gemäß DIN 1986-100 und DWA A 118 bzw. DIN EN 752).
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Autoren
Marco Koch
Jung Pumpen
Markus Purschke
SAINT-GOBAIN PAM BUILDING
Eberhard Dreisewerd
FRÄNKISCHE Rohrwerke
