Auf dem Dach Wasser speichern und verdunsten

Dachflächen können eine entscheidende Rolle im Wassermanagement eines Gebäudes, eines ganzen Stadtquartieres und der Stadt spielen, sofern sie gezielt als Wasserrückhaltevolumen genutzt werden. Ein temporärer Wasserrückhalt auf dem Dach nützt effektiv, Starkregen aufzufangen, gedrosselt abzuleiten und damit vor Überlastung der Kanalisation und Hochwasser zu schützen. Der zusätzliche Wasserrückhalt auf dem Dach nützt aber auch der Bepflanzung, die verfügbares Wasser aufnimmt und verdunstet – die Vegetation wird dadurch artenreicher und die Umgebung gekühlt. Technisch bietet ZinCo hier verschiedene Möglichkeiten, vom bekannten „Retentions-Gründach“ bis zum neuen Systemaufbau „Sponge City Roof“.

Extreme Starkregenereignisse treten immer häufiger auf und führen in unseren zunehmend versiegelten Städten zu urbanen Sturzfluten, da die Kapazitäten der bestehenden Kanalisation einfach nicht mehr ausreichen. Hilfreich ist also, Regenwasser dort aufzufangen und zwischenzuspeichern, wo es auftrifft – auf dem Dach. Das gelingt mit dem bereits seit Jahren etablierten ZinCo Systemaufbau „Retentions-Gründach“. Flachdächer und Tiefgaragendecken können als Wasserrückhaltevolumen genutzt werden und zwar unabhängig davon, ob hier eine gewöhnliche Extensivbegrünung wachsen soll oder ob eine Intensivbegrünung mit Geh-, Spiel- und Fahrbelägen oder kombinierte Nutzungsformen mit Photovoltaik gewünscht sind. Dazu wird unterhalb des eigentlichen Begrünungsaufbaus ein Rückhaltevolumen mit sogenannten Retentions-Spacern geschaffen. In diesem Stauraum wird das Regenwasser gespeichert und über eine präzise regulierbare Drossel zeitversetzt der Kanalisation oder nachgeschalteten Versickerungs- bzw. Wasserspeicheranlagen zugeführt.

Bereits in der Planungsphase sind die erforderlichen Lasten für den zusätzlichen Wasserrückhalt und die zusätzliche Aufbauhöhe zu berücksichtigen. Lediglich die in vielen Köpfen vorhandene Angst vor Wasseranstau auf dem Dach steht oft noch im Weg. Dass diese Angst unbegründet ist, beweisen mehr als vier Jahrzehnte Erfahrung mit Intensivbegrünungen, die ja seit jeher mit Anstaubewässerung auf gefällelosen Dächern funktionssicher gebaut werden. 0°-Dächer können sowohl gemäß Flachdachrichtlinie als auch gemäß DIN 18531 geplant und ausgeführt werden, sofern eine Stauhöhe von 100 mm nicht bzw. nur kurzfristig überschritten wird und die jeweils beschriebenen „besonderen Anforderungen“ an Unterkonstruktion (Durchbiegung Stahltrapezprofile) und Dachabdichtung (z. B. nur Polymerbitumen- statt Bitumenbahnen) eingehalten werden.

Perfekte Technik beim „Retentions-Gründach“

Ein „Retentions-Gründach“ ist grundsätzlich unter Berücksichtigung der örtlichen Niederschlagsspende gemäß aktueller KOSTRA-Daten und ggf. vorhandener Einleitungsbeschränkungen auszulegen. Daraus resultieren Zu- und Abflussmengen, welche im Endeffekt die erforderliche Höhe des Stauraums bestimmen. Um die Anstauhöhe zu realisieren, hat ZinCo unterschiedlich hohe und druckstabile Spacer-Elemente im Programm. Der Retentions-Spacer RS 60 beispielsweise, vornehmlich für den Einsatz unter Extensivbegrünungen, ist 60 mm hoch und ermöglicht eine zusätzliche Speicherung von annähernd 55 l/m² Wasser auf dem Dach. Dieser Spacer hat in Sachen Transport und Lagerung den großen Vorteil, dass die Elemente ineinander stapelbar und daher platzsparend sind. Daneben gibt es für den Einsatz unter Intensivbegrünung sowie unter Geh- und Fahrbelägen die äußerst druckstabilen Retentions-Spacer RSX 65, 80, 100 und 150, die eine entsprechende Wasserspeicherung von bis zu 142 l/m² Wasser realisieren. Sind Einstauhöhen dazwischen oder darüber hinaus gefragt, bietet ZinCo objektspezifische Lösungen an. 

Das Regenwasser fließt von Beginn an über das präzise regulierbare Drosselelement zeitversetzt in die Kanalisation oder nachgeschalteten Versickerungs- bzw. Wasserspeicheranlagen. Fällt mehr Regen als Wasser abfließt, füllt sich der Retentionsraum. Die genaue Abflussmenge lässt sich übrigens durch gegeneinander verschiebbare Ringe an der Drossel einstellen. Üblicherweise wird die Einstellung so gewählt, dass der Retentionsraum nach 24 bis 48 Stunden wieder leer ist, aber selbstverständlich sind auch andere Einstellungen möglich. Die maximale Anstauhöhe wird über einen stufenlos verstellbaren Anstaustutzen eingestellt. Dieser lässt bei extremen Niederschlagsereignissen nach Erreichen der maximalen Einstauhöhe Überschusswasser abfließen, um eine statische Überbeanspruchung des Daches zu vermeiden. Die direkt über dem Dachablauf positionierte Drossel wird über einen Kontrollschacht geschützt. Dieser ist verschließbar, zwecks Wasserdurchlass geschlitzt und ermöglicht eine Wartung im Rahmen der durchzuführenden Pflegegänge.

Wasserrückhalt immer temporär

Das zusätzliche Einstauvolumen des „Retentions-Gründachs“ ist wohlgemerkt auf das örtlich zu erwartende Niederschlagsereignis ausgelegt. In der Regel werden hier alle Dauerstufen (Regendauer von 5 Minuten bis zu 7 Tagen) aus dem sogenannten Jahrhundertregen, der unter Fachleuten inzwischen nur noch als mittlere Risikoabdeckung gilt, betrachtet und der Speicherraum auf das demnach maximal erforderliche Einstauvolumen ausgelegt. So wird sich in den meisten Regenphasen der Spacer nur teilweise füllen und das auch nur so lange, bis das gespeicherte Regenwasser über die Drossel wieder vollständig abgelaufen ist.

Nun liegt natürlich der Gedanke nahe, das in einer Regenphase zwischengespeicherte Wasser nicht ungenutzt abzuleiten, sondern direkt auf dem Dach für die Pflanzen verfügbar zu halten und durch eine höhere Verdunstungsrate gleichzeitig das Kleinklima zu verbessern. Dazu hat ZinCo den neuen Systemaufbau „Sponge City Roof“ entwickelt. Dieser kombiniert also den pflanzenverfügbaren Wasseranstau (für hohe Verdunstung) und die temporäre Retention (für den Hochwasserschutz) auf ideale Weise.

Neuer Systemaufbau „Sponge City Roof“

Dieser innovative Systemaufbau unterscheidet sich technisch vom beschriebenen „Retentions-Gründach“ prinzipiell dadurch, dass der unterste Punkt, an dem Wasser überhaupt in den Dachgully abfließen kann, nicht direkt auf der Dachabdichtung liegt, sondern höher. Diese Höhe wird durch die Verlegung von einer oder mehreren jeweils 13 mm dicken Anstauscheiben unter der Retentions-Drossel erzielt. In der Regenphase füllen sich also die verlegten Retentions-Spacer jetzt wie eine ganz geschlossene Wanne bis zu der Höhe der Drosselelement-Öffnung. Erst auf dieser Höhe kann erstmals Wasser in den Dachgully abfließen. So wird ein Anstau geschaffen, der als Wasserreservoir für die Pflanzen lange zur Verfügung steht. Falls es weiterhin regnet, wird beim „Sponge City Roof“ auch in die Substratschicht eingestaut. Dieser Umstand klingt zunächst ungewohnt, ist aber durch die FLL-Dachbegrünungsrichtlinien ausdrücklich zugelassen, sofern dieser Wasseranstau in den Begrünungsaufbau (Zitat FLL-Dachbegrünungsrichtlinien Ausgabe 2018 S. 59) nur kurzfristig existiert. Durch entsprechende Drosseleinstellung fließt das zurückgehaltene Wasser über einen Zeitraum von üblicherweise 24 bis 48 Stunden über die Drossel wieder aus der Substratschicht ab. Daher ist sichergestellt, dass die Pflanzenwurzeln keinen Schaden durch Staunässe nehmen. 

Länger steht das Wasser dafür in der geschlossenen Wanne, also in der Ebene der Retentions-Spacer. Um dieses Wasser im Zeitverlauf den Pflanzen verfügbar zu machen, ist direkt auf den Retentions-Spacern RS 60 ein Dochtvlies verlegt, dessen Dochte in das Wasserreservoir hineinragen und das Wasser kapillar nach oben in die Substratschicht (Wurzelraum) transportieren. Durch diesen physikalischen Vorgang steht den Pflanzen zusätzlich Wasser zur Verfügung. Die Pflanzen haben also in einer auf Regen folgenden Trockenperiode noch lange Nachschub. Trotzdem ist das Wasserreservoir irgendwann aufgebraucht und der Speicher wieder leer. Also sprechen wir auch hier von einem temporären Wasserrückhalt, der abhängig von der Witterung und dem Bedarf der Pflanzen periodisch existiert. Die durch Phasen von Wasserknappheit und hohem Wasserangebot sich dynamisch entwickelnde Vegetation wird sich grundsätzlich üppiger und artenreicher entwickeln als ohne diese Art der Anstaubewässerung. Der Systemaufbau „Sponge City Roof“ hat also auch den Effekt, artenreichere und insektenfreundlichere Extensivbegrünungen wachsen zu lassen. Und falls an die Vegetation noch höhere Ansprüche gestellt werden, kann eine Zusatzbewässerung eingebaut werden.

Sicherheitshalber sollten übrigens in der Vegetationspause im Winter die Anstauscheiben entnommen werden, damit sich keine Eisschicht auf dem Dach bildet.

Wassermanagement der Zukunft

Das „Retentions-Gründach“ und der neue Systemaufbau „Sponge City Roof“ sind gelungene Beispiele dafür, mit welcher nicht sichtbaren Technik im Hintergrund in Zukunft gebaut werden kann, um Starkregenereignisse effektiv aufzufangen. 

Betrachtet man nicht nur die einzelne Dachfläche, sondern ganze Wohnquartiere, gewerbliche oder öffentliche Gebäudequartiere, in denen oft Innenhöfe und Tiefgaragen gebaut werden, eröffnet sich weiteres Potenzial: Stichwort Kaskadenentwässerung. Bei Tiefgaragendecken sind in der Regel eine höhere statische Last und Aufbauhöhe möglich, so dass diese problemlos als „Retentions-Gründächer“ mit großem Wasserrückhalt gebaut werden können – unsichtbar unter schönen Intensivbepflanzungen und Spiel- oder Belagsflächen. Auf diese Weise lassen sich sämtliche umliegenden Gebäudedächer mit entwässern. Auch Bestandsdächer, die selbst keinen oder nur geringen Wasserrückhalt leisten können, würden dann auftreffendes Regenwasser in die Retentionsebene auf der Tiefgarage und somit zeitverzögert an die Kanalisation oder eine nachgeschaltete Versickerungsanlage weitergeben. 

Mit den ZinCo Systemaufbauten „Retentions-Gründach“ und „Sponge City Roof“ werden die steigenden Anforderungen hinsichtlich der Klimafolgen-Anpassung berücksichtigt und gleichzeitig erweitern sie die Möglichkeiten des Wassermanagements für das gesamte Grundstück auf und mit Dächern.

Autor: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Sandra Schöll, Pressestelle ZinCo GmbH