Der Artikel kompakt zusammengefasst
- Beim Schwammstadt-Prinzip wird Regenwasser nicht ungenutzt abgeleitet, sondern vor Ort gespeichert, langsam wieder an die Umgebung abgegeben oder zur Bewässerung der Vegetation genutzt.
- Eine zentrale Rolle spielt dabei die blau-grün-graue Infrastruktur, die ökologische und technische Elemente zu einem wirksamen Gesamtsystem vereint.
- Weil das Niederschlagswasser von Gebäuden, Wegen und Plätzen Schwermetalle und Mikroverunreinigungen enthält, ist die blau-grün-graue Infrastruktur gemäß den Auflagen der zuständigen Wasserrechtsbehörden verpflichtet, eine definierte Abflussqualität des Wassers zu gewährleisten.
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Extremwetter gehört zum Klimawandel. Immer öfter folgt auf langanhaltende Trockenheit heftiger Regen, den Böden nicht aufnehmen können. Wie lässt dem begegnen? Die sogenannte Schwammstadt ist ein Stadtplanungskonzept: Das Regenwasser verbleibt dort, wo es anfällt, und wird genutzt, versickert, verdunstet, behandelt oder in Teilen abgeleitet, so wie es auch auf einer unbebauten Fläche der Fall wäre. Ein Projektbeispiel eines Schulneubaus in Berlin zeigt, wie ein Baustein urbaner Infrastruktur für ein optimiertes Regenwassermanagement aussehen kann.
Viele urbane Räume sind stark versiegelt, sodass Niederschlagswasser von Dachflächen, Straßen und Plätzen nicht versickern kann. Stattdessen wird es in die Kanalisation eingeleitet, die in der Regel primär für die Ableitung von Schmutzwasser ausgelegt ist. Unabhängig vom Ableitungssystem: Bei Starkregenereignissen werden schnell die Kapazitätsgrenzen erreicht, was zu lokalen Überflutungen führen kann. Gleichzeitig steht das abgeleitete Regenwasser in Trockenperioden nicht mehr für die Grundwasserneubildung oder zur Verdunstungskühlung zur Verfügung.
Kommunen rüsten sich
Bär, Stadelmann, Stöcker Architekten und Stadtplaner PartGmbB
Aufgrund dieser Hintergründe und den damit verbundenen Herausforderungen gewinnt das Schwammstadt-Prinzip in der Stadtplanung an Bedeutung. Der Ansatz sieht vor, urbane Räume so zu gestalten, dass sie bei Starkregen wie ein Schwamm funktionieren: Anstatt Regenwasser ungenutzt abzuleiten, wird es gespeichert, langsam wieder an die Umgebung abgegeben oder zur Bewässerung der Vegetation genutzt.
Diese Strategie wird mittlerweile bundesweit und international in Bauprojekten berücksichtigt – sowohl im öffentlichen Raum als auch bei privaten Vorhaben. Kommunen reagieren mit angepassten Entwässerungssatzungen, die zunehmend Anforderungen an die Regenwasserbewirtschaftung stellen. Gleichzeitig profitieren Grundstückseigentümer durch reduzierte Gebühren für Niederschlagswasser. Zusätzlich fördern einige Bundesländer wie Hamburg und Bremen entsprechende Maßnahmen inzwischen auch finanziell.
Blau-grün-graue Infrastruktur
Eine zentrale Rolle im Schwammstadtkonzept spielt die sogenannte blau-grün-graue Infrastruktur – ein Ansatz, der ökologische und technische Elemente zu einem wirksamen Gesamtsystem vereint. Durch die Verknüpfung von Wasserflächen wie Teichen und Seen (blau) mit Grünflächen wie Parkanlagen, begrünten Dächern und Fassaden sowie Stadtbäumen (grün) lassen sich Städte klimaresilienter und lebenswerter gestalten.
Notwendige Ergänzung zu dieser Vorgehensweise sind graue Infrastrukturelemente. Hierzu zählen technische Komponenten wie Zisternen, Pumpstationen und Versickerungsanlagen, die eine dezentrale Bewirtschaftung von Regen- und Niederschlagswasser ermöglichen. Anstatt das Wasser ausschließlich abzuleiten, wird ein möglichst naturnaher Kreislauf angestrebt:
Das Nass wird gesammelt, gereinigt, zwischengespeichert, lokal genutzt, versickert oder teilweise abgeleitet. Die eingesetzten Systemlösungen operieren unabhängig von der klassischen Kanalisation und stärken damit die Resilienz der Stadt gegenüber Starkregenereignissen. So macht die Kopplung ökologischer und technischer Maßnahmen die blau-grün-graue Infrastruktur zu einem zentralen Baustein zukunftsfähiger Stadtplanung.
BTW GmbH Tiefbau-Unternehmung
Regenwasserbewirtschaftung
Bauherren und Planer müssen bei Renovierung und Neubau öffentlicher Gebäude verschiedene Umweltaspekte berücksichtigen. Einer ist der Umgang mit Regenwasser als natürlicher Ressource. § 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 hierfür besonders 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 Fassung 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.
BTW GmbH Tiefbau-Unternehmung
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 ist für das Bauvorhaben weder vorhanden noch genehmigungsfähig. Die Planer konzipierten deshalb 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. Howoge ließ insgesamt vier solcher Anlagen zur Regenwasserbewirtschaftung installieren.
BTW GmbH Tiefbau-Unternehmung
Vorbehandlung in Filterschächten
Das auf den Schuldächern und 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. 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 Tunnelrigolen 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 oft einfacher erreichen.
Die Montage der Sickertunnel wird durch ihre Modulbauweise erleichtert. Beide Anlagen bestehen aus sechs Stahlbetonelementen, die 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.
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Baumrigolen für hohe Verdunstung
Als weiteres Element des Schwammstadt-Prinzips wurden Baumrigolen in das Regenwasserbewirtschaftungskonzept integriert. Die Baumscheiben nehmen das Wasser von umliegenden gepflasterten Schulhofflächen auf und es gelangt in die Baumsubstratgruben, die von dem umgebenden lehmigen Geschiebemergel abgedichtet werden. Große Teile des Wassers verdunsten über die Baumkronen und verbessern das Mikroklima. Wird eine kritische Anstauhöhe überschritten, wird das Wasser über Drainrohre und Überlaufschächte in die Tunnelrigolen abgeführt.
Mikroplastikaustrag beim Sportplatz
Der Schulsportplatz ist ebenfalls in die Regenwasserbewirtschaftung 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 um die Rigolen herum eingebrachte Kiessand-Gemisch übernimmt die Drainagefunktion.
Den Tunnelrigolen vorgeschaltet sind zwei Filterschächte FS 85. „Der Kunstrasen des Sportplatzes setzt beim Regenwasserabfluss Mikroplastik frei und daher verlangt die Wasserbehörde eine entsprechende Reinigung“, erläutert 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. Die Tunnelrigolen können insgesamt über 134 m3 an Niederschlägen 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.
Modernes Regenwassermanagement
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Kommunen müssen mit mehr Starkregen und längeren Trockenperioden umgehen. Althergebrachte Konzepte beim Umgang mit Regenwasser haben sich deshalb überholt und sollten über Bord geworfen werden. Ein modernes Regenwassermanagement verfolgt gleichzeitig mehrere Ziele. Wo früher die Entwässerungssicherheit das alleinige Ziel der Planung war, gilt es heute, den Wasserkreislauf im urbanen Raum dem des unbebauten Zustands anzugleichen, Stoffeinträge in die Gewässer zu vermeiden und positive Effekte der Stadtklimatisierung zu erzielen. Das Regenwasser soll daher möglichst auf den Grundstücken gehalten und dort dezentral bewirtschaftet werden. Diese verschiedenen Maßnahmen gewinnen zunehmend an Bedeutung und lassen sich sowohl gut miteinander als auch mit der zentralen Niederschlagsentwässerung kombinieren.
Der Bericht über das Neubauprojekt ISS Garzauer Straße in Berlin zeigt, dass eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung ein wichtiger Bestandteil des Schwammstadtkonzepts ist. Verschiedene technische Bauwerke dienen der Behandlung, Nutzung und Versickerung von Niederschlagswasser. Im Ergebnis werden Kanalisation und Gewässer entlastet und die Grundwasserneubildung unterstützt. Der Schulträger leistet seinen Beitrag, die Folgen von Überschwemmungen und Dürre zu vermindern, erfüllt behördliche Auflagen und spart Kosten.
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Entwässerung
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Ratgeber Regenwasser
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Die Bedeutung der Ressource Regenwasser hat sich enorm gesteigert – als Element einer Stadthydrologie, die zunehmend den natürlichen Wasserkreislauf, die lokale Wasserbilanz und das Stadtklima fokussiert. Kommunen und Planungsbüros finden aktuelle Informationen im „Ratgeber Regenwasser“.
Die Broschüre thematisiert in Beiträgen von ausgewählten Experten die Aspekte Rückhalten, Nutzen, Verdunsten, Versickern und Behandeln als Bereiche der sogenannten Regenwasserbewirtschaftung. Im Vordergrund steht die Behandlung von Oberflächenabflüssen in Siedlungsgebieten, die das Ziel hat, Einträge von Problemstoffen in das Grundwasser und die Oberflächengewässer zu vermeiden. Empfehlenswerte Verfahren und Prüfmethoden, die den Stand der Technik in Deutschland, Österreich und in der Schweiz auszugsweise abbilden, sind verfügbar und werden beschrieben.
Ratgeber Regenwasser, Ratgeber für Kommunen und Planungsbüros. Donaueschingen: , Mall (Herausgeber), 10. Auflage 2024, ISBN 978-3-9803502-2-8, Bestellung über: info@mall.info und PDF-Download auf mall.info
