Systemlösung zur Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes

Diese Tatsache stellt uns im hochverdichteten, urbanen Raum, insbesondere vor dem Hintergrund des Klimawandels, vor tiefgreifende Herausforderungen, die es zu lösen gilt, um lebenswerte urbane Räume zu schaffen. Tagtäglich werden in Deutschland etwa 74 Hektar unberührte Natur mit Verkehrs-, Wohn- und Industrieflächen versiegelt und damit aus dem natürlichen Wasserkreislauf gezogen. Die negativen Folgen liegen auf der Hand:

Urbane Hitzeinseln und urbane Sturzfluten. Verdichtetes Bauen und versiegelte Flächen verwandeln Städte in Wärmespeicher.

Ursachen und Probleme speziell in städtischen Gebieten

Durch die Versiegelung von Oberflächen fließt Regenwasser, welches bei einer natürlichen Oberfläche der Verdunstung zugeführt wird, auf der versiegelten Oberfläche unkontrolliert und deutlich schneller ab. Das abfließende Regenwasser wird nicht verdunstet.

Durch die Verdunstung von Regenwasser wird jedoch eine große Menge an Energie, welche durch die Sonneneinstrahlung in unseren Lebensraum eingetragen wird, in Form von latenter (nicht fühlbarer) Wärme gebunden. D.h. die Energie, die für den Verdunstungsvorgang von Regenwasser verwendet wird, ist eine Energie, die aus unserem Lebensraum abtransportiert wird und somit nicht zu einer Erwärmung der Umgebung führt, sondern einen kühlenden Effekt hat. Fällt dieser Energieabtransport durch Regenwasser aus unserem Lebensraum aus, so sind urbane Hitzeinseln die Folge.

Urbane Hitzeinseln wiederum stellen eine Gefahr für die Gesundheit dar und führen regelmäßig auch in unseren Regionen zu einer nennenswerten Anzahl an „Hitzetoten“. Mittlerweile reagieren immer mehr Städte darauf, indem sogenannte Gefahrenkarten erstellt werden, mit der Empfehlung, in den entsprechend markierten Bereichen ab einem gewissen Alter nicht mehr zu wohnen.

Des Weiteren fördern urbane Hitzeinseln urbane Sturzfluten. Aufgrund der höheren Temperatur in den städtischen Räumen im Vergleich zur Temperatur der Umgebung können über den Städten konvektive, vertikale Luftströmungen entstehen, welche über den urbanen Raum hinwegziehende, ggf. gesättigte, Luftmassen in höhere Luftschichten transportieren können. Durch die Abkühlung der gesättigten Luft in höheren Luftschichten kann Niederschlag ausfallen. Urbane Hitzeinseln tragen damit in der Folge zur Entstehung von konvektiven Niederschlägen bei, welche in dieser Intensität ansonsten nicht über dem urbanen Raum niedergegangen wären.

Die hierbei entstehenden urbanen Sturzfluten führen zu Überflutungen, da das Regenwasser auf den versiegelten Oberflächen ungehindert abfließt und von dem vorhandenen Kanalisationsnetz nicht schnell genug abgeleitet werden kann.

Soll die skizzierte Kette (Urbane Hitzeinseln -> urbane Sturzfluten -> Überflutungen), die durch die Störung des natürlichen Wasserhaushaltes entsteht, verhindert werden, so ist die naheliegende Lösung die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes.

Die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes

Mit mehr als 50% stellt die Verdunstung den mit Abstand größten Anteil der Wasserhaushaltsgrößen (Abfluss, Grundwasserneubildung, Verdunstung).

Während bzgl. der kontrollierten Herstellung von Versickerung und Abfluss bereits technische Möglichkeiten auf dem Markt vorhanden sind, stellt sich die Situation bei der gezielten Verdunstung von Regenwasser gänzlich anders dar.

Folglich steht zur Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes die Aufgabe der Verdunstung von mehr als 50% des Gesamtjahresniederschlags im urbanen Raum im Vordergrund.

Insbesondere durch die Notwendigkeit eines Ausgleichs versiegelter Fläche im urbanen Raum ist dies eine herausfordernde Aufgabe, die es zu bewältigen gilt. Verdunstungsfähige Flächen müssen zur Zielerreichung die nicht vorhandene Verdunstung von versiegelten Flächen kompensieren.

Für diesen Lösungsansatz haben sich mit FRÄNKISCHE, Marktführer im Regenwassermanagement, und OPTIGRÜN, Marktführer im Bereich Dachbegrünung und Retention, die idealen Partner zusammengeschlossen: Während die Systemlösungen der FRÄNKISCHEN die Regenwasserreinigung gewährleisten und unterirdischen Speicherraum zur Verfügung stellen, kommt den Systemlösungen von OPTIGRÜN die Aufgabe der intelligenten Steuerung und Verdunstung von Regenwasser zu.

Durch eine intelligente Vernetzung der bewährten Hochbau- und Tiefbaukomponenten wird ein System geschaffen, welches den natürlichen Wasserhaushalt in urbanen Gebieten wiederherstellen kann.

Regenwasser welches auf dem Gründach fällt, wird direkt in diesem gespeichert (OPTIGRÜN Retentionsgründach). Regenwasser welches auf den sonstigen Flächen fällt, wird gereinigt und anschließend in einer FRÄNKISCHEN RigoCollect-Zisterne gespeichert. In der Zisterne befinden sich Pumpen, durch die das Regenwasser nach Bedarf gezielt wieder dem Retentionsgründach zur Verdunstung durch die Pflanzen oder der Versickerung und/oder dem Regenwasserkanal zugeführt wird.

Gesteuert wird die Regenwasserverteilung von einem Server. Das Steuerungsziel ist die Herstellung einer frei wählbaren Zielwasserbilanz.

Bei der Steuerung werden des Weiteren Niederschlagsvorhersagedaten berücksichtigt. Denn neben der Einhaltung der Zielwasserbilanz wird die intelligente Steuerung dazu genutzt, im Bedarfsfall sämtliche vorhandenen Regenwasserspeicher (Retentionsgründach und Tiefbauspeicher) vor einem Regenereignis zu entleeren, um entsprechende Speicherkapazitäten zu schaffen und somit Überflutungen und die damit verbundenen Schäden zu vermeiden.

Auf diese Weise werden nicht nur urbane Hitzeinseln und urbane Sturzfluten durch die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes reduziert sondern gleichzeitig der maximale Überflutungsschutz gewährleistet!

Monitoring für Funktionsfähigkeit und Produktoptimierung

Durch das hier aufgeführte Prinzip wird eine optimale Nutzung des vorhandenen Retentionsvolumens erreicht. Optigrün gewährleistet durch eine kontinuierliche, größtenteils automatisierte Systemüberwachung die dauerhafte Funktionsfähigkeit des Produktes per Mietvertrag. Der Kunde erhält monatlich einen automatisiert generierten Bericht über die Aktivitäten seines Regenwassermanagementsystems. Darin wird unter anderem aufgezeigt, wieviel Wasser zur Verdunstung gelangt ist, wieviel noch zurückgehalten wird oder in den Kanal abgeflossen ist und welche Effekte, wie z. B. die Verdunstungskühlung, dadurch erreicht werden konnten.

Das schafft nicht nur einen deutlicheren Bezug zum Regenwassermanagement des eigenen Gebäudes, sondern kann auch insgesamt zu einer intensiveren Auseinandersetzung mit dem Thema beitragen. Unter anderem mit solchen kleinen, aber durchaus effektiven Maßnahmen soll, ganz im Sinne der Nachhaltigkeit und eines verantwortungsvollen Umgangs mit den begrenzten Ressourcen unserer Welt, ein stärkeres Bewusstsein für die Bedeutung von Regenwassermanagement und seine Notwendigkeit speziell im urbanen Raum geschaffen werden.

Klimaausgleich dank Verdunstung

Die Wiederherstellung des natürlichen Wasserhaushaltes kann also bereits jetzt durch eine intelligent gesteuerte Erhöhung der Verdunstung im urbanen Raum erzielt werden. Vorausgesetzt, das smarte Regenwassermanagement wird großflächig, am Besten in ganzen Stadtquartieren, umgesetzt. Durch die Reduzierung von urbanen Hitzeinseln und urbanen Sturzfluten wird das Leben in der Stadt nicht nur für die Menschen lebenswerter. Begrünte Dächer fördern auch die Biodiversität.

Autor: M.Eng. Dominik Gößner, Optigrün international AG