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Wasser in der zukunftsfähigen Stadt

Die Zukunft vorherzusagen ist ein eigenes Metier. Wer seriös Prognosen erstellt, basiert sie auf Vergangenheits- und Gegenwartsdaten. Beim Thema Wasser im urbanen Raum ist es hilfreich, sich den Stand der Forschung und die Entwicklung der Regelwerke anzuschauen. Dort entsteht der Stand der Technik von Morgen.

Stand der Forschung

Mit dem Förderschwerpunkt „Nachhaltiges Wassermanagement“ (NaWaM) fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Entwicklung innovativer Technologien, Verfahren und Systemlösungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Ressource Wasser. Eines der fünf Themenfelder ist „Wasser in urbanen Räumen”.

Das Projekt KURAS behandelte Konzepte für urbane Regenwasserbewirtschaftung und Abwassersysteme.

Forschungsschwerpunkte KURAS

Quelle: www.kuras-projekt.de

Wieder einmal ist der Klimawandel die treibende Kraft. Es geht um zunehmende Starkregenereignisse auf der einen und zunehmende Hitzeentwicklung in der Stadt auf der anderen Seite. Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung können diese Probleme vermindern und gleichzeitig die biologische Vielfalt und die Freiraumqualität verbessern. Um dieses Potenzial gezielt einsetzen zu können, wurden im Rahmen von KURAS die Effekte und der Aufwand dieser Maßnahmen quantitativ bewertet. Was kann uns also in Zukunft auf Gebäude – und Grundstücksebene und Quartiersebene erwarten? Ein Abbild dessen sind die entstandenen Maßnahmensteckbriefe.

Jede einzelne Maßnahme wird in ihren Effekten in folgenden Kategorien bewertet:

• Nutzen auf Gebäudeebene
• Freiraumqualität
• Stadtklima
• Biodiversität
• Grundwasser/Bodenpassage
• Oberflächengewässer
• Ressourcennutzung
• Direkte Kosten

Auf Gebäude- und Grundstücksebene liegt der Fokus darauf, Regenwasser im Gebäude zu nutzen und über natürliche und technische Möglichkeiten zu verdunsten. Die natürliche Verdunstung erfolgt über Dach-, Fassaden- und Wandbegrünung, die technische Verdunstung über indirekte adiabate Gebäudekühlung. Dabei wird Regenwasser in der warmen Abluft verdunstet. Die daraus entstehende Verdunstungskälte wird über einen Wärmetauscher an die warme Zuluft abgegeben. Die natürliche Verdunstung wird gefördert, in dem Pflanzen um, am, aber auch auf Gebäuden mit Regenwasser bewässert werden. Das in Zisternen gespeicherte Regenwasser wird natürlich aber auch für die klassischen Verbraucher wie Toilettenspülung und Waschmaschinen eingesetzt.

Regenwasserkreislauf

Auf Grundstücks- und Quartiersebene werden Flächen entsiegelt und diverse Versickerungsformen eingesetzt und miteinander kombiniert. Auch innovative Versickerungsformen wie Mulden-Rigolen-Tiefbeete und Baumrigolen werden beschrieben. Zudem werden wasserführende Gräben und offene Wasserflächen bewertet. Die dezentrale Bewirtschaftung des Regenwassers nicht nur im Untergrund, sondern vor allem auch auf den Oberflächen der Stadt (Schwammstadtprinzip), ist ein wesentliches Ziel der wassersensiblen Stadtentwicklung. Das kann nur gelingen, wenn Siedlungswasserwirtschaft, Stadtplanung und Freiraumgestaltung zusammengeführt werden.
Damit entstand ein für Gebäude und Freiraumplaner sehr systematisch aufgebauter „Werkzeugkasten“ – abgerundet mit Hinweisen zu Planung Bemessung und rechtlichen Aspekten.

Im Projekt SaMuWa wurden Planungsinstrumente entwickelt, welche die Siedlungsentwässerung mit der Stadtentwicklungs- und Freiraumplanung verknüpfen und dabei auch Wechselwirkungen mit dem natürlichen Wasserhaushalt berücksichtigen. So entstand das Softwaretool WABILA. Mit diesem Werkzeug wird die Wasserbilanz des noch unbebauten Areals mit dem bebauten Zustand verglichen. Mit gezielten Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung kann nun nach vorheriger Simulation mit WABILA eingegriffen werden. So hat der Planer ein einfaches Werkzeug zur Bestimmung des lokalen Wasserhauhalts in Siedlungsgebieten, mit welchen die Wasserbilanz als operable Größe in den Planungsprozess eingebunden werden kann. Damit wird „wassersensible Stadtgestaltung“ handhabbar.

Das Arbeitsblatt DWA-A 102/BWK-A 3

Das Thema Wasserbilanz hat bereits den Sprung vom Stand der Forschung in den Gelbdruck einer technischen Regel geschafft. Schon 2006 wurden im Regenwerk DWA-A 100 die Leitlinien der integralen Siedlungsentwässerung festgeschrieben. Diese wurde nun in dem Arbeitsblatt DWA-A 102 u.a. konkretisiert. Bei entwässerungstechnischen Neuerschließungen (Neubaugebieten, Konversionsflächen, Sanierungsgebieten) sollen die örtlichen Wasserhaushaltsgrößen Oberflächenabfluss, Grundwasserneubildung und Verdunstung des unbebauten Zustandes soweit wie möglich erhalten bleiben.

Dazu dienen die schon langjährig erprobten Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung wie schon oben beschrieben. Der Entwurf des DWA-A 102 enthält ein einfaches Wasserbilanzverfahren für Planungsvarianten der Regenwasserbewirtschaftung in Baugebieten.

Bei der planerischen Umsetzung kann nun WABILA eingesetzt werden. Der Einsatz dieses Instrumentes wird im Fachbeitrag von Malte Henrichs, Julian Langner & Mathias Uhl (Institut für Wasser∙Ressourcen∙Umwelt – IWARU) beschrieben. Auf Basis der hinterlegten Daten ist WABILA in der Lage, nach Eingabe der angeschlossenen Flächen zunächst die Werte für Oberflächenabfluss, Grundwasserneubildung und Verdunstung zu errechnen.

WABILA

Durch die Versiegelung der Fläche wird eine Abweichung der Wasserbilanz zum unbebauten Zustand verursacht. Über eine Versickerung der Dachabflüsse kann jedoch der ursprüngliche Wert für den Oberflächenabfluss i.d.R. schnell wieder erreicht werden. Dadurch kann die Rate für die Grundwasserneubildung natürlich auch deutlich überschritten werden. Um den Wasserhaushalt des Wohngebietes dem des unbebauten Zustandes anzupassen, können nun Regenwassernutzungsanlagen für Betriebswasser und die Bewässerung sowie eine Versickerung des Überlaufes der Zisterne vorgesehen werden.

So kann die mit diesem einfachen Modell die Regenbewirtschaftung im Zuge der Bauleitplanung konzeptionell geplant werden. Da bleibt nur zu hoffen, dass dieser ganzheitlich positive Ansatz auch nach der Lobbyarbeit während der Einspruchsphase erhalten bleibt … .

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