Der Klimawandel hat auf unsere Städte drei große Auswirkungen: verstärkte Hitzeentwicklung, Wasserstress und Sturzfluten durch Starkregenereignisse. Die Antwort sind Blau-Grüne Gebäude und Infrastrukturen. Wenn sie in ganzheitliche digitale Lösungen eingebunden sind, können sie ihr komplettes Potenzial entfalten. Ein erster Schritt ist eine wetterdatengesteuerte Regenwasserrückhaltung als Vorsorge für Starkregenereignisse.
Regenwasserrückhaltung 1.0
Beschränkungen für die Einleitung von Regenwasser in öffentliche Entwässerungen sind üblich. Basierend auf einen Liter pro Sekunden-Wert wird ein Volumen berechnet, das auf dem Grundstück bereitgestellt werden muss, um Starkregenereignisse zwischenzuspeichern. Wenn ein zusätzliches Volumen aus einem Überflutungsnachweis nicht auf schadlos überflutbaren Flächen im Außengelände dargestellt werden kann, erhöht sich das Rückhaltevolumen noch einmal.
Die kosteneffizienteste Möglichkeit, das erforderliche Zwischenspeichervolumen zu realisieren, ist ein Tank im Außenbereich. Ist dafür kein Platz, werden die Möglichkeiten geprüft, unter einem idealerweise grün gedeckten Dach ein Rückhaltevolumen zu platzieren. Reicht das nicht aus, werden Volumina innerhalb des Gebäudes in Untergeschossen eingerichtet.
Ein Rückhaltevolumen unter einem Gründach kann noch nützlich für die Pflanzen sein. Ein Rückhaltespeicher innerhalb oder außerhalb eines Gebäudes ist für eine Investitionsrechnung der Worst-Case. Sie kosten Geld und werden eventuell nur einmal in hundert Jahren komplett genutzt. Finanzielle Rückflüsse Fehlanzeige. Das ändert sich durch Regenwasserrückhaltung 2.0.
Smart Rainwater Control
Stellen Sie sich einen Regenwasserrückhaltespeicher vor, der über eine geregelte Drossel im Freispiegel entwässert werden kann.
Sobald Regenwasser zuläuft, läuft auch gedrosselt unabhängig vom Wasserstand die maximal mögliche Einleitmenge ab. In der Smart Rainwater Control – Variante bleibt die Drossel geschlossen solange kein Regenereignis ansteht, das das freie Volumen des Speichers übersteigt. Dazu werden ständig Starkregenvorhersagen des Deutschen Wetterdienstes ausgewertet und umgerechnet in ein abflusswirksames Volumen für den Rückhaltespeicher. Die Daten werden abgeglichen mit denen aus der Füllstandsmessung. Erst wenn das freie Volumen für das kommende Regenereignis nicht ausreicht, wird die Drossel geöffnet.
Das bringt zwei wesentliche Vorteile mit sich. Das komplette Volumen des Rückhaltespeichers kann für die Regenwassernutzung eingesetzt werden. Da die Kosten für den Speicher bei der obligatorischen Regenwasserrückhaltung kalkuliert werden, sinken die Kosten für die Regenwassernutzung deutlich. Zum anderen wird über das Jahr deutlich weniger Regenwasser eingeleitet, was zu einer merkbaren Reduzierung der Niederschlagswassergebühren führen kann.
Best Practice
Meines Wissens gibt es noch kein Projekt mit Betriebserfahrung mit dieser Technik in Deutschland. Wir werden in den nächsten Jahren zunehmend dafür sorgen, dass sich das ändert. Solange greifen wir auf Erfahrungen unseres Schwesterunternehmens Aquality in London zurück.
Es gibt einen Dachgarten mit Restaurant und Wasserspielen und eine Nachhaltigkeitszertifizierung BREEAM Excellent. Der Planung umfasste ein integriertes Betriebswassermanagement, bei dem Aspekte des Starkregenmanagements und Wassereffizienzmaßnahmen kombiniert wurden. Konkret wurden zwei Systeme installiert: Aus einem wetterdatengesteuerten Rückhalte-/Nutzungsbecken wird Regenwasser für die Toilettenspülungen genutzt. Parallel wird das Grauwasser von den Duschen und Handwaschbecken aufbereitet und zur Nachspeisung verwendet, wenn nicht genügend Regenwasser vorhanden ist. Aus einem weiteren smarten Regenwasserbecken wird die Dachbegrünung bewässert. Durch die Integration des Smart Rainwater Control-Ansatzes konnte 100 m³ Volumen im Gebäude reduziert werden.
Transparenz auf dem Dashboard
Kontinuierliche Messung schafft komplette Transparenz von Niederschlag und Speicherverhalten.
Je größer die zulässige Einleitmenge ist, desto schneller kann der Speicher im Bedarfsfall entleert werden. Desto kurzfristiger können auch die Wetterdaten sein, die darüber entscheiden, ob die Drossel geöffnet oder die Hebeanlage aktiviert wird. Die Grafik über die Wechsel des Füllstands im Behälter zeigt auch, dass grundsätzlich nur so viel Wasser aus dem Speicher entlassen wird, dass das kommende Regenereignis gespeichert werden kann.
Die Unsicherheiten in der Prognose werden über Sicherheiten abgebildet. Im Zweifelsfall wird also mehr Wasser abgelassen, als auf der Basis der Prognose erforderlich gewesen wäre. Das Maß an Sicherheit kann vom Betreiber individuell festgesetzt und natürlich auf der Basis von Erfahrungswerten jederzeit geändert werden.
Die Wetterdatensteuerung von Rückhaltebecken hat aber noch einen weiteren Effekt. Rückhaltebecken gerade in innerstädtischen Bereichen sind oft deutlich größer als das Volumen, das für die Regenwassernutzung dimensioniert würde. Das hat den Vorteil, dass der Nutzungsgrad des Regenwassers deutlich steigt. Das jährliche Volumen an Speicherüberlauf kann sehr klein werden oder sogar auf Null gehen. Das bietet eine sehr gute Grundlage für eine Reduzierung der Niederschlagswassergebühr.
Win-Win-Win
Die Bewirtschaftung von Regenwasser wird durch den Klimawandel massiv an Bedeutung gewinnen. Umso angenehmer für Investoren, Bauherren und Betreiber ist es, wenn Investitionskosten sinken, Erträge und Renditen steigen. Aber auch die Entwässerungsinfrastruktur profitiert, wenn deutlich weniger Regenwasser eingeleitet wird und dies bevor die Kanalsysteme von den Starkregenereignissen tatsächlich belastet werden. Auch eine Nachrüstung bei bestehenden Becken ist problemlos möglich. Der nächste Schritt ist, alle smart gesteuerten Starkregenreservoire in der Stadt gemeinsam auf dem Schirm zu haben und steuern zu können.