Wassermanagement auf Dächern mit Retentions-Gründach oder Sponge-City-Roof von ZinCo

(27.6.2023) Dachflächen können eine entscheidende Rolle im Wassermanagement eines Gebäudes, eines Stadtquartieres und der Stadt als Ganzes spielen, sofern sie gezielt als Wasserrückhaltevolumen genutzt werden. Ein temporärer Wasserrückhalt auf dem Dach nützt effektiv, Starkregen aufzufangen, gedrosselt abzuleiten und damit vor Überlastung der Kanalisation und Hochwasser zu schützen. Der zusätzliche Wasserrückhalt auf dem Dach nützt aber auch der Bepflanzung, die verfügbares Wasser aufnimmt und verdunstet – die Vergetation wird dadurch artenreicher und die Umgebung gekühlt. Technisch bietet ZinCo hier verschiedene Möglichkeiten, vom bekannten Retentions-Gründach bis zum neuen Systemaufbau Sponge City Roof.

Auch unterhalb von Intensivbegrünung mit Gehbelag und PV-Anlage können dank Retentions-Gründach große Mengen Regenwasser zwischengespeichert und zeitversetzt weitergeleitet werden. (Bild: ZinCo) 

Das Dach als Wasserrückhaltebecken – bewährt und funktionssicher

Extreme Starkregenereignisse treten immer häufiger auf und führen in unseren zunehmend versiegelten Städten zu urbanen Sturzfluten, da die Kapazitäten der bestehenden Kanalisation einfach nicht mehr ausreichen. Weshalb es sinnvoll ist, Regenwasser dort aufzufangen und zwischenzuspeichern, wo es auftrifft – auf dem Dach. Das gelingt mit dem ZinCo-Systemaufbau „Retentions-Gründach“. Flachdächer und Tiefgaragendecken stellen hierfür genug Wasserrückhaltevolumen bereit und zwar unabhängig davon, ob hier eine gewöhnliche Extensivbegrünung wachsen soll oder ob eine Intensivbegrünung mit Geh-, Spiel- und Fahrbelägen vorgesehen ist, die zudem mit PV-Modulen bestücktsein kann. Dazu wird unterhalb des eigentlichen Begrünungsaufbaus ein Rückhaltevolumen mit sogenannten Retentions-Spacerelementen geschaffen. In diesem Stauraum wird das Regenwasser gespeichert und über ein Drosselelement zeitversetzt der Kanalisation zugeführt.

Bereits in der Planungsphase sind die erforderlichen Lasten für den zusätzlichen Wasserrückhalt und die zusätzliche Aufbauhöhe zu berücksichtigen. Lediglich die in vielen Köpfen vorhandene Angst vor Wasseranstau auf dem Dach steht oft noch im Weg. Dass diese Angst unbegründet ist, beweisen mehr als vier Jahrzehnte Erfahrung mit Intensivbegrünungen, die ja seit jeher mit Anstaubewässerung auf gefällelosen Dächern (gemäß Dachabdichtungsnorm DIN 18531 und Flachdachrichtlinien) funktionssicher und bei korrekter Ausführung schadenfrei sind.

Die Drossel des Retentions-Gründachs liegt direkt auf der Dachabdichtung und lässt Regenwasser im Stauraum von Beginn an langsam abfließen. Fällt schneller Regen als abfließen kann, füllt sich der Stauraum kurzfristig und leert sich – je nach Einstellung –innerhalb von 24 Stunden. (Bild: ZinCo) 

Ausgefeilte Technik beim Retentions-Gründach

Das Retentions-Gründach ist grundsätzlich auf die örtliche Regenspende (Extremregenereignisse nach Kostra-Atlas), auf vorhandene Einleitungsbeschränkungen, auf statische Lastreserven und Dachgegebenheiten wie Lichtkuppeln, usw. auszulegen. Daraus resultieren Rückhalte- und Abflussmengen und diese bestimmen im Endeffekt die gewünschte Höhe des Stauraums. Die Anstauhöhe erreicht ZinCo mit verschieden hohen und druckstabilen Spacer-Elementen. Der 60 mm hohe Retentions-Spacer RS 60 beispielsweise ist für Extensivbegrünungen konzipiert und vermag annähernd 60 l/m² Wasser auf dem Dach zu speichern. Dass die Elemente ineinander stapelbar und somit eine platzsparende Logistik ermöglichen, spart zudem Transportkosten und auch CO₂-Emissionen. Daneben gibt es für den Einbau unter Intensivbegrünung sowie unter Geh- und Fahrbelägen die äußerst druckstabilen Retentionsspacer RSX 65, 80, 100 und 150, die eine entsprechende Wasserspeicherung von bis zu 150 l/m² Wasser ermöglichen. Für Einstauhöhen, die darüber hinausgehen, bietet ZinCo objektgerechte Lösungen. 

Das Regenwasser fließt von Beginn an über das präzise regulierbare Drosselelement langsam in Dachgully und Fallleitung. Fällt schneller Regen als Wasser abfließt, füllt sich das Einstauvolumen. Die genaue Abflussmenge lässt sich durch gegeneinander verschiebbare Ringe an der Drossel einstellen. Üblicherweise wird die Einstellung so gewählt, dass das Dach nach 24 bis 48 Stunden wieder leer ist. Die maximale Anstauhöhe ist mit einem Gewinde einstellbar und die verbleibende Öffnung lässt Überschusswasser in die Fallleitungen abfließen. Damit all dies einwandfrei funktioniert, liegen Gully samt Drosselelement geschützt innerhalb eines Kontrollschachts, dessen Feinschlitzung das Einschwemmen von Fremdstoffen verhindert.

Jede gewöhnliche Extensivbegrünung speichert 20 bis 40 l/m² Regenwasser, ein Retentions-Gründach oder der Aufbau Sponge City Roof speichern weitere rund 60 l/m² und – je nach Variante – auch mehr. (Bild: ZinCo) 

Wasserrückhalt ist immer nur temporär

Das zusätzliche Einstauvolumen des Retentions-Gründachs ist wohlgemerkt auf das örtlich zu erwartende Extremregenereignis ausgelegt und wird sich demnach in den meisten Regenphasen nur teilweise füllen, und das auch nur so lange, bis das gespeicherte Regenwasser über die Drossel wieder vollständig abgelaufen ist.
Nun liegt natürlich der Gedanke nahe, das in einer Regenphase zwischengespeicherte Wasser nicht ungenutzt der Kanalisation zuzuführen, sondern direkt auf dem Dach für die Pflanzen verfügbar zu halten. Schließlich folgt ja auf Regen zumeist Sonnenschein, der Pflanzen durstig macht. Ist die vom Regen gesättigte Dachbegrünung abtrocknet, könnte ja das gespeicherte Wasser auf dem Dach diesen Pflanzendurst befriedigen – wozu ZinCo den neuen Systemaufbau Sponge City Roof entwickelt hat.  

Die Drossel des Sponge City Roofs liegt auf Anstauscheiben und lässt Regenwasser erst dann abfließen, wenn dieser Anstau gefüllt ist. Daraus kann das Dochtvlies Wasser laufend kapillar nach oben in die Substratschicht transportieren. Fällt im Starkregenereignis mehr Regen, wird kurzfristig bis in die Substratschicht hinein angestaut. (Bild: ZinCo) 

Wasseranstau mit Sponge City Roof

Der Systemaufbau des Sponge-City-Roof unterscheidet sich vom Retentions-Gründach prinzipiell dadurch, dass der unterste Punkt, an dem Wasser überhaupt in den Dachgully abfließen kann, nicht direkt auf der Dachabdichtung liegt, sondern höher. Diese Höhe erreicht man durch das Verlegen von einer oder mehreren jeweils 13 mm dicken Anstauscheiben unter der Retentions-Drossel. In der Regenphase füllen sich also die verlegten Retentions-Spacer jetzt wie eine ganz geschlossene Wanne bis zu der Höhe der Drosselelement-Öffnungen. Erst auf dieser Höhe kann erstmals Wasser in den Dachgully abfließen. So wird ein Anstau geschaffen, der als Wasserreservoir für die Pflanzen lange zur Verfügung steht.
Bei längeren oder sehr intensiven Regenphasen bzw. Starkregen wird beim Sponge City Roof auch in die Substratschicht hinein gestaut. Was zunächst ungewohnt klingt, ist aber durch die FLL-Dachbegrünungsrichtlinien ausdrücklich zugelassen, da dieser Wasseranstau im Wurzelraum nur kurzfristig existiert. Über den voreingestellten Zeitraum von 24 bis 48 Stunden fließt das hier zurückgehaltene Wasser über die Drossel wieder aus der Substratschicht ab. So ist sichergestellt, dass die Pflanzenwurzeln keinen Schaden durch Staunässe nehmen.

Länger steht das Wasser dafür in der geschlossenen Wanne, also in der Ebene der Retentions-Spacer. Um dieses Wasser zeitversetzt den Pflanzen verfügbar zu machen, ist direkt auf den Retentions-Spacern RS 60 ein Dochtvlies verlegt, dessen Dochte nach unten in das Wasserreservoir hineinragen und das Wasser kapillar nach oben in die Substratschicht (Wurzelraum) transportieren. Durch diesen physikalischen Vorgang steht den Pflanzen bedarfsgerecht genau so viel Wasser zur Verfügung, wie sie benötigen. Die Pflanzen haben also in einer auf Regen folgenden Trockenperiode noch lange Nachschub. Trotzdem ist das Wasserreservoir irgendwann aufgebraucht und das Dach wieder leer. Also sprechen wir auch hier von einem temporären Wasserrückhalt, der je nach Witterung und dem Durst der Bepflanzung periodisch existiert. Die Vegetation wird sich in jedem Fall üppiger und artenreicher entwickeln als ohne diese Anstaubewässerung. Somit bringt der Systemaufbau Sponge City Roof artenreichere und insektenfreundlichere Extensivbegrünungen hervor. Sicherheitshalber sollten übrigens in der Vegetationspause im Winter die Anstauscheiben entnommen werden, damit sich kein Eis auf dem Dach bildet. Und falls an die Vegetation noch höhere Ansprüche gestellt werden, kann eine Zusatzbewässerung eingebaut werden. 

Bei der Kaskadenentwässerung wird Überschusswasser von höher gelegenen Dachflächen (Gebäudedächer) auf tiefer gelegene Dachflächen (Tiefgaragendecke) zur Speicherung und gegebenenfalls Versickerung in einer nachgeschalteten Rigole weitergeleitet. (Quelle/Bild: Schmeing Bau GmbH (Generalunternehmer), Bauherr: Caja 16 Projekt GmbH, Bocholt) 

Wassermanagement der Zukunft

Das Retentions-Gründach und der neue Systemaufbau Sponge City Roof zeigen, mit welcher Technik im Untergrund in Zukunft gebaut werden kann, um Starkregenereignisse effektiv aufzufangen. Betrachtet man nicht nur die einzelne Dachfläche, sondern ganze Wohnquartiere, gewerbliche oder öffentliche Gebäudequartiere, in denen oft Innenhöfe und Tiefgaragen gebaut werden, eröffnet sich ein noch weitaus größeres Potential: Stichwort Kaskadenentwässerung.
Bei Tiefgaragendecken sind in der Regel eine höhere statische Last und Aufbauhöhe möglich, so dass diese problemlos als Retentions-Gründächer mit großem Wasserrückhalt gebaut werden können – unsichtbar unter schönen Intensivbepflanzungen und Spiel- oder Belagsflächen. Auf diese Weise lassen sich sämtliche umliegenden Gebäudedächer mitentwässern. Je nach Bauart, ob selbst als Retentions-Gründach ausgebildet, ob normal begrünt oder womöglich gar nicht begrünt, wird mehr oder weniger Überschusswasser über Fallleitungen und spezielle Kaskadenkontrollschächte in die nächste Einstauebene auf dem Tiefgaragenniveau übergeben und dort zwischengespeichert.

So tragen derlei Aufbauten mit dazu bei, die steigenden Anforderungen der Klimafolgen-Anpassung zu bewältigen und gleichzeitig die Möglichkeiten des Wassermanagements auf und mit Dächern zu erweitern. 

Weitere Informationen können per E-Mail an ZinCo GmbH angefordert werden.