Herausforderung Klimawandel

Entwässerungsplanung: optimale Lösung für einen Sanierungsfall

Bedingt durch den Klimawandel und die damit verbundenen steigenden Temperaturen kann unsere Atmosphäre mehr Wasser aufnehmen – immer stärkere Starkregenereignisse sind die Folge, auf die man sich vorbereiten muss. 

Über den sogenannten „Jahrhundertregen“ hat man in den letzten 25 Jahren häufig gesprochen. Die Überschwemmungen an Oder, Elbe, Rhein und zuletzt in 2021 an der Ahr sind noch im Gedächtnis. Es zeichnet sich ab, dass mit derartigen Ereignissen auch zukünftig zu rechnen ist, wobei die Niederschlagsmenge selbst sich nicht wesentlich erhöht. Vielmehr ist die kurze Zeit, in welcher diese extremen Wassermengen anfallen, ein Faktor, welcher herkömmliche Entwässerungsanlagen schlicht überfordert. Die Projektierung zeitgemäßer Anlagen sollte dies berücksichtigen, um auf die stetig steigenden Anforderungen vorbereitet zu sein. Das bringt Sicherheit für alle Beteiligten.

Süßwaren „Made in Aachen“

Die in Aachen hergestellten Süßwaren gehen in alle Welt. Es ist der größte Produktionsstandort einer international tätigen Firmengruppe. Den seit Jahrzehnten kontinuierlich wachsenden Umsätzen entsprechend, erfolgte die Standortentwicklung in den Bereichen Produktion und Verwaltung.

Der gesamte Produktionsstandort ist über Jahrzehnte „historisch“ gewachsen. Die einzelnen Gebäudekomplexe wechseln sich mit Innenhöfen für Zufahrt- und Parkmöglichkeiten ab. Diese Flächen sind (wie üblich) versiegelt und verfügen über einen nicht unerheblichen Neigungswinkel. Das anfallende Oberflächenwasser kann im „Normalfall“ gesammelt und sicher abgeleitet werden.

Bedingt durch den Klimawandel kam es in der Vergangenheit auch hier zu extremen Wetterlagen. Bei Starkregen konnte das anfallende Oberflächenwasser nicht mehr sicher abgeleitet werden. An den Gebäudeflanken sammelte es sich und drang durch Lüftungs- und Kellerschächte in die Bauwerke ein. Das wiederum führte zu einer Substanzvernässung mit unangenehmen Folgen für die gesamte Infrastruktur. Das Unternehmen übergab daher einem renommierten Planungsbüro die Aufgabe, hier Abhilfe zu schaffen.

Auf die Dimensionierung kommt es an

Das mit der Aufgabe betraute Planungsbüro kam bei den Untersuchungen der örtlichen Gegebenheiten rasch zu dem Ergebnis, dass die vorhandene Entwässerungsanlage seinerzeit grundsätzlich korrekt geplant wurde. Bei den extremen Starkregenereignissen der letzten Jahre ist diese jedoch überfordert. Eine solche Intensität bzw. Wassermenge war sicherlich nicht absehbar.

Mehr noch: es ist nun mit einem angemessenen weiteren „Puffer“ zu planen. Fakt ist, dass das aufgestaute Wasser nicht in der erforderlichen Menge abgeleitet wurden konnte und in die Gebäudestruktur eindrang. Das wiederum führte zu einer Vernässung. „Verantwortlich“ für diese Problematik waren 2 versiegelte Innenhofflächen von ca. 700 m² bzw. 1.200 m².

Da eine Veränderung der örtlichen Gegebenheiten nicht möglich war, wurden Überlegungen angestellt, ob und wie ein Austausch der Entwässerungsrinnen Abhilfe schaffen könnte. Da das Planungsbüro mit dem System Bircomax-i schon gute Erfahrungen gemacht hatte, lag es nahe, die große Speicherkapazität und Stabilität der Entwässerungselemente auch hier einzusetzen.

Die Infrastruktur-Rinne mit großer Speicherfähigkeit

Die Anforderungen an Entwässerungskonzepte sind heute klar definiert: ein großer Retentionsraum sowie wartungsfreundliche und einbauoptimierte Systeme. Gebäude- und Investitionsschutz sowie Verkehrssicherheit sollen mit oberflächennaher Wasserspeicherung einhergehen.

Für dieses Projekt wurde die Bircomax-i mit Gusszarge NW 320 gewählt; die Bauhöhe beträgt 600 mm, die Baulänge 1.500 mm mit Abdeckungen Klasse E 600. Neben hervorragenden Retentionswerten, aufgrund der schlanken Flanken, bietet diese Entwässerungsrinne durch die Bircohyperbel-Bauform höchste Stabilität und perfekte Selbstreinigungswerte.

Die DIBt-Zulassung bietet sowohl dem Planer als auch dem Flächenbetreiber Planungssicherheit. Ein weiterer Vorteil: die Bircomax-i wird entsprechend dem Einbau Typ I (DIN EN 1433), ohne seitliche Ummantelung bzw. weitere aufwendige Betonierarbeiten in schmale Baugruben verlegt. Dies erfolgt über die innovative 5 mm Gusszarge, deren starke Verankerung bzw. die sicheren M12-Gewinde. Das sind gute Voraussetzungen für eine schnelle und unkomplizierte Sanierung.

Für den Planer gehen die Vorteile noch ein gutes Stück weiter. Durch die große Vielfalt an Nennweiten und Bauhöhen ist eine einfache Planung möglich. Das große „Sofortvolumen“ nahe der Oberfläche spart Rohre und ergänzt Kanäle. In der Nennweite 520 verfügt das Bauelement über eine maximale Bauhöhe von 1,20 m und hat ein Fassungsvermögen von rund 512 Litern pro lfm.

Die Rinnenkörper bestehen aus hochfestem Beton der Klasse C 60/75. Die Verschiebesicherungen an Zarge und Abdeckung gewährleisten eine hohe Zuverlässigkeit, auch bei dauerhaftem Lkw-Verkehr. Die technisch ausgereiften Bauelemente passen sich in fast allen Fällen an die örtlichen und baulichen Gegebenheiten optimal an. Das erleichtert Planung und Einbau und gibt Sicherheit für den Betreiber.

Die Berechnungsgrundlage

Seit einigen Jahren gibt es eine aktualisierte Fassung der DIN 1986-100 in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056 „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke“. Die Überarbeitung wurde insbesondere durch neue Anforderungen und Lösungsansätze im Bereich der Regenentwässerung erforderlich. Bei Regenspenden sind die koordinierten Starkniederschlags-Regionalisierungs-Auswertungen des Deutschen Wetterdienstes Kostra-DWD 2000 zu verwenden. Hier werden in einer Datenbank die Niederschlagshöhen in Abhängigkeit von Dauerstufen und Wiederkehrzeiten für Deutschland festgehalten. Die Daten sind Bestandteil aller hydraulischen Berechnungen für zu entwässernde Flächen.

Die für die Region Aachen festgelegte Regenspende (5-minütig / 2-jährig) liegt bei 260 (l/s pro Hektar). Auf den m² ausgerechnet beträgt der Wert 0,026 l/s. Da die zu entwässernden Flächen mit 710 m²  bzw. 1.221 m² festgelegt werden konnten, ist hiermit das Volumen von 710 x 0,026 bzw. 1.221 x 0,026 zu berücksichtigen. Die Gesamtdurchflussmenge von Fläche 1 beträgt 18,5 l/s und die der 2. Fläche 31,7 l/s (Qvorh). Diese Werte bilden die Basis für alle weiteren Berechnungen.

Bei diesem Bauvorhaben legte der Planer die Entwässerung über 2 Stranglängen fest. Strang 1 hat gemäß Verlegeplan eine Länge von 27,6 m. Es wurde auf 28 m  aufgerundet. Strang 2 besteht aus zwei Längen von 9 m und 12,2 m. Hier wurde eine Gesamtlänge von 23,3 m festgelegt.

Bei allen weiteren Berechnungen ging es nun darum, die maximal anfallende Regenspende sicher abzuleiten. Die ausgewählte Rinne NW 320 mit einer Bauhöhe von 600 mm hat eine Entwässerungsleistung (QRinne) von jeweils 73,7 l/s. Das ist wichtig, denn QRinne muss größer sein als Qvorh.

Nach diesen Berechnungen wurden die Stücklisten erstellt. Strang 1 besteht aus 18 Bauelementen von jeweils 1,50 m Länge, einem bauseits erstellten Passstück und 2 Endstücken. Strang 2 hingegen besteht aus 14 Elementen zu je 1,5 m Länge. Auch hier wurde bauseits ein Passstück erstellt und wiederum 2 Endstücke.

Wirtschaftliche Verlegung der Bauelemente

Nach Abschluss der Planungsarbeiten konnten im Frühjahr 2021 die Tiefbauarbeiten beginnen. Zunächst wurde die alte Entwässerungsanlage rückgebaut und entsorgt. Danach erfolgten die Sanierungsmaßnahmen.

Die Bircomax-i Entwässerungsrinnen wurden von oben verlegt, was nur einen minimalen Eingriff in die Flächenstruktur erforderte. Die nötigen Aushubarbeiten konnten schnell abgeschlossen werden. Dann wurden die Anschlagswinkel in die Verschraubungslöcher der Zargen (M12-Gewinde für die Fixierung der Abdeckungen von oben) eingeschraubt. Die Verlegung der einzelnen 1,50 m langen Entwässerungsrinnen auf die vollflächige Ausgleichsschicht konnte beginnen.

Ein kleines Team von 2 Verlegekräften und einem Baggerführer übernahm diese Arbeiten. Das Verlegefahrzeug hob die Einzelelemente an und senkte diese in die schmalen Baugruben auf die o.g. Ausgleichsschicht. Mit der Endscheibe beginnend konnten diese Arbeiten zügig durchgeführt werden. Das Verlegeteam positionierte die Bauelemente exakt nach einem zur Verfügung gestellten Verlegeplan von Birco. Letztlich erfolgte die Montage der Abdeckung. Die tief im Beton verankerten Zargen aus 5 mm Gussstahl schützen das Rinnenelement vor Verschleiß und Abnutzung, zudem bieten sie eine Verschiebesicherung und sind KTL-beschichtet. Dies alles gewährleistet die dauerhafte Haltbarkeit und perfekte Funktion des Entwässerungssystems.

Bircomax-i Entwässerungsrinnen sind selbsttragend, ein lastabtragendes Fundament bzw. eine Betonummantelung sind nicht erforderlich Alle Tiefbaumaßnahmen konnten in sehr kurzer Zeit abgeschlossen werden.

Seit den Abschlussarbeiten sind einige Monate vergangen. In dieser Zeit gab es eine Reihe von Starkregenereignissen. Seit Einbau der Bircomax-i hat es keinerlei Probleme mit dem Abfluss auch größerer Regenmengen bzw. Substanzvernässung gegeben. Das Oberflächenwasser wird sicher und problemlos dem Mischwasserkanal zugeführt. Somit kann man von einer gelungenen Investition in die Zukunft sprechen.

Birco GmbH

www.birco.de

Zahlen · Daten · Fakten

Bauherr: International tätiger Süßwarenhersteller

Bauort: Großraum Aachen

Bauzeit: März 2021

Lieferung Bauelemente: Birco GmbH, Herrenpfädel 142, 76532 Baden-Baden

Bauelemente: Bircomax-i NW 320 mit Gussabdeckung Kl. E 600
38 Rinnenelemente von je 1,50 m einschl. 4 Endscheiben

Einleiten – reinigen – ableiten: Bircoprime

Besonders große und besonders stabile Rinnen gehören seit Jahren zum Produktportfolio der Birco GmbH in Baden-Baden. Das Traditionsunternehmen hat mit der Bircomax-i eine Retentionsrinne mit 512 Liter Sofortspeicher entwickelt: eine Entwässerungslösung, die den vermehrten Starkregenereignissen einiges entgegensetzt. Basierend auf diesem leistungsstarken System wurde die neue Regenwasserbehandlungsanlage Bircoprime entwickelt. Hier wird mit einer ausgeklügelten Sedimentationseinheit gearbeitet. Eine Hochleistungs-Entwässerung mit integrierter Reinigung und Ableitung: so geht Regenwassermanagement 2022. Hier abgebildet, neben der Bircopur, dem modularen Filtersystem zur oberflächennahen Regenwasserbehandlung (rechts im Bild).

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