Schwammstadt in der Praxis

Bauherren und Planer müssen bei Renovierung und Neubau öffentlicher Gebäude verschiedene Umweltaspekte berücksichtigen. Einer ist der Umgang mit Regenwasser als natürlicher Ressource. Paragraf 5 des Wasserhaushaltsgesetzes schreibt vor, Regenwasser nicht einfach in die Kanalisation einzuleiten, sondern es auf den Grundstücken dezentral zu versickern, über Gründächer zu verdunsten oder in Zisternen zu sammeln und dann zu nutzen. Weil das Niederschlagswasser von Gebäuden, Wegen und Plätzen Schwermetalle und Mikroverunreinigungen enthält, ist die blau-grün-graue Infrastruktur zudem abhängig von den Auflagen der zuständigen Wasserrechtsbehörden verpflichtet, die schadstofffreie Abflussqualität des Wassers zu gewährleisten.

Darüber hinaus müssen Planung, Bau und Betrieb von Anlagen der Regenwasserbewirtschaftung den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Maßgebend sind die von der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) herausgegebenen Arbeitsblätter.

Das im Oktober 2024 in neuer Fassung veröffentlichte Arbeitsblatt DWA-A 138-1 betrifft die Regenwassereinleitungen ins Grundwasser innerhalb von Siedlungsgebieten. Es gilt für Niederschlagswasser, das aus dem Bereich von befestigten oder bebauten Flächen gesammelt abfließt und gezielt in das Boden-Grundwasser-System versickert wird. Praxisbewährte Maßnahmen und Anlagen zur Versickerung werden im DWA-Arbeitsblatt erklärt und die dabei erforderlichen hydrogeologischen Randbedingungen sowie die nötigen Maßnahmen zum Schutz der Bodenfunktion und des Grundwassers beschrieben. Die neue Ausführung von DWA-A 138-1 unterscheidet sich von der Vorgängerversion zum Beispiel bei der Bewertung von Maßnahmen zur Vorbehandlung und bei den Bemessungsverfahren. Vor der Versickerung ins Grundwasser ist grundsätzlich eine Behandlung des Regenwassers durch Filteranlagen erforderlich.

Schulneubau ohne Kanalanschluss

Die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung war auch Auflage beim Neubau einer Berliner Schule. Im Bezirk Hellersdorf entsteht bis Ende 2026 die Integrierte Sekundarschule (ISS) Garzauer Straße für rund 600 Schülerinnen und Schüler. Das Ensemble umfasst ein Schulgebäude mit Sporthalle und dazugehörige Sport- und Freiflächen. Bauherrin ist die kommunale Wohnungsbaugesellschaft HOWOGE. Sie stand vor der Herausforderung, dass sämtliches auf den Dach- und Grundstücksflächen anfallendes Regenwasser zukünftig direkt vor Ort versickert werden muss. Denn ein Kanalanschluss für das Bauvorhaben ist weder vorhanden noch genehmigungsfähig. Die Planer konzipierten daher eine Lösung für die Regenwasserbewirtschaftung, welche das Schwammstadt-Prinzip umsetzt.

Zunächst war die Errichtung von Sickerschächten und Rückhaltespeichern aus Kunststofffüllkörpern angedacht. Nach Angaben der verantwortlichen Planerin Dipl.-Ing. Anne Wehrmann, AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner (Berlin), sprach jedoch die Bodenbeschaffenheit dagegen. Für den Einbau der Sickerschächte hätte eine mächtige Schicht von wasserundurchlässigem Geschiebemergel durchstoßen werden müssen und eine Schachttiefe von bis zu 7 m hätte hohen Wartungsaufwand für die Entfernung von Verschlammungen bedeutet. Also entschied man sich stattdessen für ein Konzept mit Tunnelrigolen und vorgeschalteten Filterschächten. Die HOWOGE ließ insgesamt vier solcher Anlagen zur Regenwasserbewirtschaftung installieren.

Wasservorbehandlung in Filterschächten

Das auf den Schuldächern sowie auf den Freiflächen anfallende Wasser wird jeweils in einen Filterschacht FS 85 geleitet. Diese gehören nach DIN 1989 zu Typ A mit Schmutzrückhalt und maximieren die Wasserausbeute. Die Filterschächte aus Stahlbeton-Fertigteilen in monolithischer Rundbauweise sind für Großanlagen mit bis zu 10.000 m² Fläche und eine Durchflussmenge bis 270 l/s ausgelegt. In ihrer Mitte befindet sich ein zylindrischer Filtereinsatz, auf den das Regenwasser von allen Seiten und auf ganzer Höhe zuströmen kann. Alle Schmutzpartikel, die größer als 0,6 mm sind, werden zuverlässig zurückgehalten. Das große Schachtvolumen dient als Sand- und Schlammfang.

Aus Tunnelrigolen ins Grundwasser

Anschließend fließt das aufbereitete Regenwasser in zwei Sickertunnel CaviLine. Unterhalb der Tunnel wurde der Geschiebemergel bis zur wasserführenden Sandschicht durch wasserdurchlässiges Bodenmaterial ausgetauscht, was die Sickerfläche im Vergleich zur ursprünglich geplanten Lösung mit den Sickerschächten vergrößert und die Leistungsfähigkeit deutlich erhöht. Die unterirdischen Tunnelrigolenanlagen haben eine Länge von 15 m pro Rigole und können jeweils rund 36 m³ Wasser aufnehmen. Nach und nach wird das Wasser entsprechend der Versickerungsfähigkeit des Bodens dem Erdreich und damit dem Grundwasser wieder zugeführt, ähnlich wie beim natürlichen Wasserkreislauf.

Sickertunnel bieten auch Vorteile gegenüber kubischen Füllkörpern – insbesondere dann, wenn sie aus Stahlbeton bestehen. Die Hohlräume kommen ohne innere Aussteifungen aus und sind statisch stabil (ausgelegt für Verkehrslasten bis SLW 60, durch LKW sicher befahrbar). Durch die flache, breitflächige Bauweise ergibt sich zudem ein deutlich besseres Verhältnis zwischen Sickerfläche und Rückhaltevolumen. Dank der statisch möglichen oberflächennahen Anordnung der Tunnelrigolen lässt sich der empfohlene Sickerweg von 1 m Länge zwischen Anlagensohle und Grundwasserspiegel oftmals einfacher erreichen.

Die Montage der Sickertunnel wurde durch ihre Modulbauweise erleichtert. Beide Anlagen bestehen aus sechs Stahlbetonelementen, die bequem vor Ort zusammengesetzt wurden. Der Werkstoff Beton erlaubte zudem den Verzicht auf eine Geotextilummantelung. Die Innenhöhe von 1,25 m macht die Sickertunnel nach der Definition der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) begehbar. Für Wartung und Betrieb ergeben sich dadurch erhebliche wirtschaftliche Vorteile, denn alle Maßnahmen können direkt und mit einfachen Werkzeugen erfolgen.

Mikroplastikaustrag beim Sportplatz

Der Schulsportplatz ist ebenfalls in die Regenwasserbewirtschaftung mit einbezogen. Dort war ursprünglich eine Füllkörperrigole im Randbereich des Sportplatzes angedacht, die Wasser von Dachflächen und aus Drainageleitungen unter den Kunstrasenflächen aufnehmen sollte. Auch in diesem Fall gab es eine Umplanung auf eine Anlage mit Tunnelrigolen. Grund dafür war nicht der an dieser Stelle weniger mächtig ausgeprägte Geschiebemergel, sondern die Einsparung einer Drainage. So wurden zwei parallel verlaufende Stränge von Tunnelrigolen direkt unter der Sportplatzfläche platziert. Das eingebrachte Kiessand-Gemisch um die Rigolen herum übernimmt die Drainagefunktion.

Den Tunnelrigolen vorgeschaltet sind zwei Filterschächte FS85. „Der Kunstrasen des Sportplatzes setzt beim Regenwasserabfluss Mikroplastik frei und daher verlangt die Wasserbehörde eine entsprechende Reinigung“, erläutert die Planerin Dipl.-Ing. Anne Wehrmann. Die Vorbehandlung durch die mit Feinsieben ausgestatten Filterschächte wurde als behördlich erlaubnisfähig angesehen.

Das gefilterte Regenwasser gelangt dann in die zwei Sickertunnel. Sie bestehen aus jeweils elf Betonelementen und sind damit noch größer dimensioniert als die oben beschriebenen Anlagen. In den Tunnelrigolen lassen sich Niederschlagsmengen von insgesamt mehr als 134 m³ aufnehmen, die über Verbindungsleitungen zwischen den Röhren gleichmäßig verteilt werden. Zusätzliches Retentionsvolumen stellt das in die Baugrube eingebrachte Füllmaterial bereit. Final erfolgt die kontrollierte Versickerung ins Grundwasser.

msc/Quelle: mall