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Regenwassernutzung

Regenwasser steht als kostenlose Quelle zur Verfügung. Regenwasser ist kalk- und salzarm und eignet sich damit hervorragend für eine Vielzahl von Verwendungszwecken. Wenn es nach dem Stand der Technik gefiltert und gespeichert wird, entspricht es zumindest der Wasserqualität der EU-Badegewässerrichtlinie. Oft erreicht es sogar Trinkwasserqualität. Diese Güte macht Regenwasser ideal für viele Anwendungen im Gebäude.

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Verbraucher

Es ist schon lange Stand der Technik, dass Toiletten und Waschmaschinen problemlos mit Regenwasser versorgt werden können. Durch das weiche Regenwasser kann der Waschmittelverbrauch um bis zu 50 % verringert werden. Zusätze zur Kalkreduzierung sind überflüssig. Waschmaschinen, die mit Regenwasser betrieben werden, verkalken nicht.

Natürlich ist Regenwasser das optimale Medium für die Bewässerung aller Pflanzen – ob sie sich nun am, im oder auf dem Gebäude befinden. Regenwasser ist kalkarm und mineralienfrei. Bei gewerblich oder öffentlich genutzten Gebäuden erfolgt die Bewässerung in der Regel automatisch. Diese Methode ist wassersparend, weil eine Bewässerung in den frühen Morgenstunden zu geringeren Verdunstungsverlusten führt. Zudem ist eine von der Bodenfeuchte abhängige und damit bedarfsgerechte Steuerung möglich. Je nach Einsatzgebiet, Rasen- oder Pflanzflächen können unterschiedliche Techniken gewählt werden. Normalerweise werden Versenkregner für Rasenflächen sowie Sprüh- und Tropfbewässerung für Pflanzflächen eingesetzt. Tropfbewässerungssysteme verbrauchen weniger Wasser, da durch die bodennahe Ausbringung wiederum geringere Verdunstungsverluste auftreten.

Wenn die Bewässerung unterirdisch erfolgt, kann es zu Stagnation und Verkeimung des Wassers kommen. Deshalb wird das Verteilnetz vom Trinkwasseranschluss durch einen freien Auslauf getrennt. Dieser freie Auslauf ist bei den LAGUS Betriebswasserzentralen und – modulen bereits integriert. Soll die Bewässerung mit Trinkwasser erfolgen, werden Trennstationen eingesetzt, die auf der gleichen Plattform gefertigt werden.

Durch eine gezielte Bewässerung kann der Prozess der Verdunstung und der dadurch entstehende Kühleffekt aber auch dauerhaft vergrößert werden. So kommt Bewässerung auch dann zum Einsatz, wenn es für den Erhalt der Pflanzen nicht notwendig ist wie bei einer extensiven Begrünung. So verspricht das „Klima-Gründach“ der ZinCo GmbH inklusive der entsprechenden Pflanzendecke eine Verdunstungsleistung von 700 bis 1.000 Litern pro Tag und 100 m².

Wer auf Dachflächen durch Photovoltaik Strom erzeugen möchte, sollte wissen, dass die Stromausbeute sich erhöht, wenn die Umgebung bei gleicher Einstrahlung möglichst kühl ist. So kann also der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage verbessert werden durch die gezielte Zuführung von Wasser. Auf der Basis einer Versuchsanlage der ZinCo GmbH wurde eine Steigerung der Leistung der Solarmodule um 4 % dank des Kühleffekts festgestellt.

Aber auch für die Adiabate Abluftkühlung bietet Regenwasser hervorragende Eigenschaften. Bei der üblichen indirekten adiabaten Kühlung wird das Regenwasser in die warme Abluft eines Gebäudes eingebracht bis sie eine Luftfeuchte von fast 100% aufweist. Das hat zur Folge, dass die Abluft die Menge an Energie an das Wasser abgibt, die notwendig ist, um die entsprechende Menge an Wasser zu verdampfen. Das Resultat ist eine kühlere feuchte Luft, die nun mit Hilfe eines Wärmetauschers, Energie der Außenluft entnimmt und somit diese abkühlt. Die Abluft selbst wird wiederum erwärmt und durch ein Außengitter an der Hausfassade in gewisser Höhe in die Umwelt geblasen.

Diese Art der Gebäudekühlung weist hohe Energieeinsparmöglichkeiten auf. So kann man den Stromverbrauch im Vergleich mit einer mit Kompressionskühlung arbeitenden üblichen Klimaanlage um 80 % reduzieren. So ist diese Technik ideal für die Einhaltung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2016. Regenwasser als Ausgangsstoff hat den enormen Vorteil, dass es fast keine Härte aufweist. Es kann somit ohne zusätzliche Enthärtungsanlage für die Verdunstungskühlsysteme verwendet werden, was wiederum erhebliche Kosten einspart.

Damit die Befeuchtung mit Regenwasser den einschlägigen gesetzlichen Auflagen, Vorschriften und Richtlinien zum Schutz von Gesundheit und Umwelt entspricht, wird das Regenwasser hygienisiert.

Dimensionierung

In der Regel werden Regenwassernutzungsanlagen auf eine möglichst hohe Trinkwassereinsparung ausgelegt. Parallel fließen aber auch wirtschaftliche Aspekte ein, da ab einer bestimmten projektspezifischen Speichergröße der Nutzen nicht mehr so stark ansteigt wie die Kosten.

Über ein Simulationsprogramm werden nun der Regenwasserertrag und der Betriebswasserbedarf ermittelt und gegenübergestellt. Der Regenwasserertrag ergibt sich aus der projizierten Dachfläche, dem Jahresniederschlag, dem Abflussbeiwert der versiegelten Flächen und dem Filterwirkungsgrad. Der Abflussbeiwert bestimmt den Anteil der Niederschläge, der tatsächlich vom Dach abläuft. Es wird als vereinfacht das Rückhalteverhalten verschiedener Flächenversiegelungen abgebildet. Der Jahresbedarf ergibt sich aus der Addition aller Verbraucher, die angeschlossen werden. Über die Software werden auch saisonale Schwankungen berücksichtigt. Das Ergebnis der Simulation ist die optimale Speichergröße.

Der Fachplaner bestimmt nun den Betriebspunkt für die Auslegung der Pumpentechnik. Er besteht aus der Gesamtförderhöhe und dem Spitzenvolumenstrom. Beim Spitzenvolumenstrom wird berücksichtigt, dass bei einer größeren Anzahl an Entnahmearmaturen nicht alle gleichzeitig Wasser anfordern. Die Gesamtförderhöhe ist dann die Höhe, bis zu der die Pumpe bei dem geforderten Spitzenvolumenstrom noch fördern können muss. Sie setzt sich zusammen aus der geodätischen Höhe i.d.R. der höchstgelegenen Armatur, der Fließhöhe dieser Armatur und der Verlusthöhe durch Reibung im Rohrleitungsnetz.

Bei größeren Objekten wird oft ein Hybridspeicher als Zwischenspeicher eingesetzt. Das liegt dann daran, dass die Ansauglänge und – höhe zu groß für ein direktes Ansaugen des Wassers ist. In diesem Fall fördert ein Ladepumpe das Regenwasser aus dem Speicher in den Zwischenspeicher im Gebäude.

Auf der Basis der bestimmen Speichergröße und des Betriebspunktes kann die nun die Konfiguration des optimalen Systems für das Projekt erfolgen.

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