Dieser Leitfaden bietet eine umfassende Einführung in die technischen Anforderungen und Berechnungen zur Dimensionierung der Entwässerungssysteme für Dach-, Balkon- und Terrassenflächen. Dabei werden die verschiedenen Entwässerungslösungen und ihre spezifischen Vor- und Nachteile betrachtet, um eine zuverlässige und normgerechte Planung zu gewährleisten. Ziel ist es, durch effiziente Entwässerungslösungen Feuchtigkeitsschäden und Überschwemmungen zu verhindern und die langfristige Funktionalität und Sicherheit des Gebäudes zu sichern.
Starkregenereignisse, die zu Überflutungen und Schäden an Gebäuden führen können, werden zwar als Extremwetterereignisse bezeichnet, jedoch sind große Niederschlagsmengen, die innerhalb kurzer Zeit lokal auftreten, in unseren Breitengraden mittlerweile fast zur Regel geworden. Häufig wird der Klimawandel dafür verantwortlich gemacht – eine Realität, mit der wir uns, ob wir wollen oder nicht, arrangieren müssen. Umso wichtiger ist es, die Regenentwässerung eines Gebäudes – insbesondere für Dach-, Balkon- und Terrassenflächen – normgerecht und sorgfältig zu planen und auszuführen, um Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden.
Der Nachweis einer normgerechten Planung einer Regenwasseranlage erfordert eine projektspezifische hydraulische Berechnung sowie eine umfassende Dokumentation.
Grundlagen der Regenentwässerung
Bevor wir ein konkretes Auslegungsbeispiel betrachten, ist es essenziell, einige Grundlagen und Unterscheidungen zu kennen.
Woraus besteht eine Dachentwässerungsanlage?
Die wichtigsten Komponenten einer Dachentwässerungsanlage sind:
- Dachrinnen oder Dachabläufe (diese müssen sicher in die Gebäudeabdichtung eingebunden werden)
- Rebenabflussrohre
- Rohrbefestigungssystem
- gegebenenfalls erforderliche Schwitzwasserdämmung der Regenrohre
- Maßnahmen zum Brand- Schall- und Lärmschutz.
Die gewählten Komponenten sind maßgeblich von der Art der gewählten Entwässerung abhängig. Welche grundliegenden Entwässerungssysteme es gibt und wie diese unterschieden werden soll jetzt behandelt werden.
Unterscheidung nach Entwässerungsprinzip
Bei der Regenwasserentwässerung wird grundsätzlich zwischen 2 Systemen unterschieden. Beide Systeme unterscheiden sich wesentlich in der Auslegung der Leitungsführung und der Rohrdimensionierung.
Freispiegelentwässerung (Schwerkraftprinzip)
Bei der konventionellen (klassischen) Entwässerung wir das Regenwasser mithilfe der Schwerkraft über im Gefälle verlegte Regenrohre abgeleitet. Man spricht hier auch von der Freispiegelentwässerung.
Bei der Planung wird davon ausgegangen, dass die horizontalen Regenwasserleitungen zu ca. 70 % und die vertikalen Fallleitungen zu ca. 33 % mit Wasser gefüllt sind. Diese Werte helfen, die benötigten Rohrdimensionen korrekt zu bestimmen.
Unterdruckentwässerung (Absaugprinzip)
Im Gegensatz dazu funktioniert die Unterdruck- bzw. Druckstromdachentwässerung planmäßig nach dem Prinzip der Vollfüllung. Das Regenwasser wird dabei regelrecht vom Dach abgesaugt. Bei geringen Niederschlagsmengen tritt der Absaugeffekt nur sporadisch oder gar nicht auf, sodass die Vorteile dieses Systems erst bei ausreichender Regenmenge voll zum Tragen kommen.
Wann wird welches System verwendet?
Große, weit gespannte Dachflächen werden heute bevorzugt nach dem Unterdruckprinzip entwässert, da dieses System mit einem geringeren Material- und Arbeitsaufwand verbunden ist. Dank der gefällelose Leitungsführung unter der Dachkonstruktion, die bei diesem System zulässig ist, bietet die Unterdruckentwässerung insbesondere in Hochregallagern eine platzsparende Lösung. Die Planung und Berechnung solcher Anlagen erfolgt nahezu ausschließlich durch den jeweiligen Systemanbieter.
Nicht jede Dachfläche ist für die Unterdruckentwässerung geeignet, wie beispielsweise Dachterrassen, Balkone oder Dächer von Wohnhäusern. Auch für Lager- oder Produktionshallen kann in bestimmten Fällen eine konventionelle Entwässerung die bessere Wahl sein.
Welche Argumente sprechen für eine konventionelle/Freispiegel Entwässerung:
- Die Auslegung der Anlage kann mit Hilfe der EN1253-2 und EN12056-3 vom Planer selbst in einfachen Schritten durchgeführt werden. Es besteht keine Abhängigkeit vom Systemanbieter!
- Bei Dachaufbauten mit niedrigem Abflussbeiwert, wie beispielsweise begrünte Dächer, wird das Regenwasser verzögert und in geringerer Menge an den Ablauf abgegeben, sodass eine Vollfüllung nicht erreicht werden kann. In diesem Fall ist eine Anlage mit im Gefälle verlegten Rohren sinnvoller.
- Bei geringer Wassermenge und gefälleloser horizontaler Leitungsführung (Unterdruckentwässerung) steigt die Verstopfungsgefahr da der Selbstreinigungseffekt durch fehlende Vollfüllung ausbleibt. Auch hier macht eine konventionelle Entwässerung mehr Sinn.
Welches der beiden Systeme letztendlich aus wirtschaftlicher und technischer Sicht am sinnvollsten ist, sollte stets fallspezifisch vom Planer geprüft werden.
Da die Auslegung der Unterdruckentwässerung immer system- bzw. herstellerabhängig ist und daher keine allgemeingültigen Aussagen über die Planung und Ausführung getroffen werden können, findet diese in weiterer Folge keine Beachtung in diesem Leitfaden. In weiterer Folge soll nun die Auslegung der Freispiegelentwässerung genau betrachtet werden.
Für die Freispiegelentwässerung gilt jedoch, dass noch zwei weitere Unterscheidungen getroffen werden müssen. Eine Unterscheidung nach Strangschema und eine nach Anschlussmethode.
Unterscheidung nach Strangschema
Bei der konventionellen Freispiegelentwässerung ist ein zusätzliches, wichtiges Unterscheidungsmerkmal das Strangschema der Verrohrung.
Einzelanschlussverrohrung, geschlossenes System
Jeder Dachablauf wird einzeln bis zur Grundleitung in durchgehend gleicher Dimension verrohrt
Geschlossenes System bedeutet, dass der Dachablauf gemäß Abbildung 4 dicht mit dem Regenrohr verbunden. Der Dachablauf und die Rohrleitung sind durchgehend in gleicher Dimension auszuführen.
Sammelanschlussverrohrung, offenes System
Mehrere Dachabläufe werden mittels einer Sammel- und Fallleitung an die Grundleitung angeschlossen
Offenes System bedeutet, dass der Dachablauf (gemäß Abbildung 6) mit einer horizontalen Leitung angeschlossen und frei auslaufend in eine größer dimensionierte auf beiden Seiten offene Fallleitung angeschlossen.
Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass in geschlossen verlegten Systemen eine höhere Ablaufleistung erzielt wird. Dies liegt daran, dass der Saugeffekt durch die durchgehend in gleicher Dimension angeschlossenen Leitung begünstigt wird.
Leitfaden für die Planung bzw. Ausführung
Bevor mit der Dimensionierung und Auslegen begonnen werden kann gibt es einige grundlegende Informationen und Daten zum Bauvorhaben die ermittelt und festgelegt werden müssen.
Dazu gehören:
- Detaillierte Gebäudepläne mit zu entwässernden Flächen
- Dachaufbau, Abdichtung und verwendete Werkstoffe
- Zulässige statische Belastungen zur Bestimmung der maximal zulässigen Wasseranstauhöhe
- Adresse oder Postleihzahl des Bauvorhabens (wichtig für die Berechnungsregenspende)
- Strangschema der Verrohrung
- Einzel- oder Sammelanschlussverrohrung
- Geschlossen bzw. offen
Auf Basis dieser Informationen müssen dann noch die Berechnungsregenspende, der Abflussbeiwert und die Ablaufleistung der verwendeten Dachabläufe ermittelt werden:
Berechnungsregenspende (r)
Der erste Schritt um zur Dimensionierung der Entwässerungsanlage ist nun die Berechnungsregenspende r zu ermitteln. Sie gilt als Grundlage jeder Entwässerungsanlage.
Die Dachentwässerung ist normativ für das 5-minütige Regenereignis mit einer 5-jährigen Wiederkehrhäufigkeit zu bemessen. Für den jeweiligen Ort sind in der Regel die Bemessungsniederschläge den Datensätzen des Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft zu entnehmen und sind dann auf eine Bemessungsregenspende in l/(s • ha) umzurechnen.
Die Mindestbemessungsregenspende für Dachflächen und Grundstücksflächen ist mit 300 l/(s • ha) festgelegt. Die Bemessung der Dachentwässerung erfolgt gemäß ÖNORM EN 12056-3:2000, Abschnitt 4.1.
Abflussbeiwert (C)
Als nächstes muss der Abflussbeiwert C festgelegt werden. Unter dem Abflussbeiwert versteht man das Verhältnis zwischen der momentan auf die Entwässerungsfläche auftretenden Regenmenge und der Menge die dem Ablauf tatsächlich zugeführt wird. Dabei spielt die Oberflächenbeschaffenheit der Dachfläche eine wesentliche Rolle. Eine begrünte Dachfläche beispielsweise mit einem Abflussbeiwert von 0,3 vermindert den Regenwasserabfluss um etwa zwei Drittel.
Gemäß ÖNORM B 2501 gelten folgende Werte:
- C = 1,0 für Blechdächer, Dächer mit Ziegeleindeckung, versiegelte Betonflächen, Foliendächer, Pflasterflächen mit Fugenverguss, versiegelte Dächer ohne Auflast
- C = 0,8 für Kiesdächer, Kieswege, Pflasterflächen ohne Fugenverguss und Extensivbegrünungen mit einer Schichtdicke von höchstens 8 cm
- C = 0,5 für reduzierte Extensivbegrünungen mit einer Schichtdicke über 8 cm
- C = 0,3 für Extensiv- und Intensivbegrünungen ab 10 cm Schichtdicke
- C = 0,1 für Intensivbegrünungen ab 25 cm Schichtdicke
Regenwasserabfluss (Q)
Die anfallende Regenwassermenge Q ergibt sich aus der Größe der zu entwässernde Fläche A, der maßgeblichen Regenspende r sowie dem Abflussbeiwert C und wird nachfolgender Formel berechnet:
Dabei steht:
- Q für den Regenwasserabfluss in Litern pro Sekunde (l/s),
- r für die Bemessungsregenspende in Litern pro Sekunde und Hektar (l/s·ha),
- A für die effektive Dachfläche in Quadratmetern (m²),
- C für den Abflussbeiwert, der den Rückhalt bzw. die Verzögerung durch die Dachoberfläche berücksichtigt.
Diese Berechnung gibt an, welche Wassermenge das Entwässerungssystem pro Sekunde zuverlässig ableiten können muss, um eine normgerechte Entwässerung sicherzustellen.
Ablaufleistung der Dachabläufe
Die Hersteller von Dach- und Attikaabläufen sind gemäß EN1253-2 dazu verpflichtet die Ablaufwerte in Abhängigkeit von der Stauhöhe über dem Dichtflansch in einer Tabelle oder in einem Diagramm darzustellen.
Die Ablaufleistung ist davon abhängig ob es sich beim verwendeten System um ein offenes oder ein geschlossenes System handelt. Deshalb ist es wichtig sich beim Hersteller zu erkundigen unter welchen Prüfkriterien die Leistungen des jeweiligen Produktes getestet werden.
Berechnungsbeispiele
Nachdem die grundlegenden Prinzipien der Dachentwässerung erläutert wurden, folgt nun die praktische Anwendung: die Dimensionierung der Entwässerungssysteme. Je nach Art des Systems – offen oder geschlossen, Einzel- oder Sammelanschluss – unterscheiden sich die Berechnungsansätze.
Das geschlossene System mit Sammelanschlussverrohrung entspricht dem Unterdruckprinzip. Da dieses systemabhängig ist und von Herstellervorgaben abhängt, wird es in diesem Leitfaden nicht weiter behandelt.
In weiterer Folge nun ein Beispiel für ein Dach mit zwei verschiedenen Systemen berechnet werden: Einmal als geschlossenes System mit Einzelanschlussverrohrung und einmal als offenes System mit Sammelanschlussverrohrung.
Ausgangsdaten
Ein 800m² großes Folien-Flachdach mit in eine Richtung ausgelegtem Gefälle wird in Fischamend im Bezirk Bruck an der Leitha errichtet.
Unabhängig vom gewählten System können jetzt aus diesen Angaben die Dachfläche A, die Berechnungsregenspende r, der Abflussbeiwert C & die Regenmenge Q ermittelt werden:
A = Dachfläche 800 m²
Die 5-minütige Bemessungsregenspende r für das fünfjährliche Regenereignis wird wie oben beschrieben aus dem hydrographischen Onlinedienst entnommen (siehe Abbildung 4) und auf l/s umgewandelt:
Der Abflussbeiwert C für Foliendächer ist 1:
Der Regenwasserabfluss Q errechnet sich nun aus Q = r * A * C:
Auslegung für geschlossenes System (Einzelanschlussverrohrung)
Nachdem das Produkt und das notwendige Zubehör festgelegt sind, werden die Ablaufwerte des Herstellers herangezogen, die für die Auswahl der geeigneten Komponenten erforderlich sind.
Für das vorliegende Beispiel wird eine Abflussmenge von 32,0 l/s benötigt. Aus diesem Grund werden (gemäß Ablauftabelle des Herstellers in Abbildung 9) drei Dachabläufe in DN110 mit einer Leistung von jeweils 10,7 l/s bei einer Anstauhöhe von 35 mm gewählt.
Die Auswahl der Dimension des Dachablaufs erfolgt gemäß EN 1253, wobei für die Dimensionen DN75 und DN110 der Wert mit einer Anstauhöhe von 35 mm berücksichtigt wird. Für die Dimensionen DN125 und DN160 wird hingegen der Wert mit einer Anstauhöhe von 45 mm verwendet.
Die Gesamtleistung der drei Dachabläufe in DN110 ergibt 32,1 l/s, was den geforderten Wert von 32,0 l/s überschreitet. Jeder Dachablauf wird einzeln an eine Fallleitung mit einer durchgehenden Rohrdimension von DN110 angeschlossen.
Hinweis: Ein schematisches Diagramm der Verrohrung mit den entsprechenden Dimensionsangaben ist beizufügen.
Auslegung für offene Systeme
Beim offenen System sind die Leistungsangaben des Dachablauf-Herstellers für die Auslegung nicht maßgeblich. Stattdessen sind die Ablauftabellen gemäß EN 12056-3 für horizontale Grund- und Sammelleitungen (siehe Abbildung 13) sowie für senkrechte Regenfallleitungen (siehe Abbildung 14) heranzuziehen.
Die Planung beginnt mit der erforderlichen Ablaufleistung von 32,0 l/s. Um die benötigte Anzahl an Dachabläufen zu bestimmen, sind zwei Faktoren entscheidend:
- Das Gefälle der horizontalen Leitung – üblicherweise ca. 1,5 %
- Der Rohrdurchmesser der Ablaufleitung – größere Durchmesser ermöglichen höhere Durchflussmengen
Da das Gefälle in den meisten Fällen vorgegeben ist, bleibt die Anzahl der Abläufe sowie der Rohrdurchmesser variabel. Aus der Tabelle ergeben sich für unser Beispiel folgende Möglichkeiten:
- DN100 Rohre → 7 Abläufe (5,1 l/s pro Ablauf)
- DN125 Rohre → 4 Abläufe (8,3 l/s pro Ablauf)
- DN150 Rohre → 2 Abläufe (15,7 l/s pro Ablauf)
In der Praxis erweist sich die Variante mit 4 Abläufen und DN125 Rohren als besonders praktikabel. Die finale Entscheidung liegt jedoch im Ermessen des Planers, der je nach baulichen Gegebenheiten, der Dachgeometrie und wirtschaftlichen Aspekten die optimale Lösung wählt.
Die Planung beginnt mit dem am weitesten von der Fallleitung entfernten Dachablauf. Dabei gilt:
Einzelanschlussleitungen müssen immer den zuvor festgelegten Durchmesser beibehalten.
- Beispiel: Wurde wie oben beschrieben entschieden, vier Abläufe mit DN125 zu verwenden, so müssen auch alle Einzelanschlussleitungen DN125 ausgeführt werden.
Horizontale Sammelanschlussleitungen müssen die gesamte Wassermenge der angeschlossenen Dachabläufe aufnehmen.
- Dadurch nimmt der Rohrdurchmesser in Flussrichtung tendenziell zu.
- Beispiel (siehe Abbildung 12):
- Zwischen dem ersten und zweiten Ablauf kann die Sammelanschlussleitung noch in DN125 ausgeführt werden.
- Danach ist eine Erweiterung auf DN150 erforderlich.
- Im weiteren Verlauf muss die Leitung auf DN200 vergrößert werden.
Für die Dimensionierung der vertikalen Regenfallleitung ist gemäß EN 12056-3 ein Füllungsgrad von 0,33 zu verwenden, sofern keine nationalen oder regionalen Vorschriften einen anderen Wert vorschreiben (siehe Abbildung 14).
Auch wenn die Tabelle aus EN 12056-3 (siehe Abbildung 14) hier einen kleineren Rohrdurchmesser erlauben würde, bleibt der Durchmesser der Sammelleitung maßgeblich. Das bedeutet: Die Fallleitung erhält mindestens den Durchmesser der angeschlossenen horizontalen Sammelleitung. Es ist keine Reduzierung des Rohrdurchmessers in Flussrichtung erlaubt. Für unser Beispiel bedeutet das einen Rohrdurchmesser von DN200 für die Fallleitung.
Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass das System hydraulisch effizient bleibt und Störungen vermieden werden.
Die im Leitungsschema (abbildung 12) angegebenen Rohrdimensionen der einzelnen Teilstrecken wurden anhand der Abbildung 13 und Abbildung 14 ermittelt.
Erdverlegte oder unter der Grundplatte verlegte Grundleitungen sind ebenso gemäß Abbildung 13 auszulegen.
Offenes vs. Geschlossenes System – Was soll verwendet werden?
Welches System letztlich zum Einsatz kommt, ist vom Planer bzw. Architekten fallspezifisch unter Berücksichtigung folgender Aspekte zu entscheiden:
Offenes System (Sammelanschlussverrohrung) | Geschlossenes System (Einzelanschlussverrohrung) |
Vorteile:
Nachteile:
| Vorteile:
Nachteile:
|
Fazit
Die Planung und Dimensionierung einer Dachentwässerungsanlage erfordert eine sorgfältige Vorbereitung. Dazu gehört die rechtzeitige Beschaffung aller erforderlichen Informationen, was mitunter zeitaufwändig sein kann.
Eine effektive Regenwasserentwässerung sollte stets als Gesamtkonzept betrachtet werden – von der Ableitung des Wassers von Dach- und Grundstücksflächen bis hin zur Einleitung in den öffentlichen Kanal oder zur Versickerung auf dem Grundstück. Beschränkungen, die Behörden bei Starkregen zur Entlastung des Kanalnetzes auferlegen, machen zusätzliche Maßnahmen wie Retention oder Versickerung erforderlich und stellen Planer vor zusätzliche Herausforderungen.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil einer sicheren Regenentwässerung ist die Notentwässerung, die sicherstellt, dass auch bei außergewöhnlich starken Regenereignissen (Jahrhundertregen) keine Schäden am Gebäude entstehen. Mehr Informationen über die Notentwässerung finden sie hier.
Spezifikation des Dachablaufes passend zur Dachkonstruktion
Für eine genaue Spezifikation der Dachentwässerung hilft Ihnen gerne das Support-Team von HL unter support@hl.at oder bei ihrem regionalen HL-Außendienstmitarbeiter. Alles was Sie tun müssen ist einen Schnittzeichnung mit den Beschreibungen der einzelnen Schnitte vom Architekten oder Planer einzufordern und an das HL-Team zu senden. Innerhalb kurzer Zeit erhalten Sie neben der genauen Ablaufspezifikation auch eine 3D-Darstellung, sowie das Detail in diversen Formaten:
Relevante Normen:
Für die Entwässerung von Dach-, Balkon- und Terassenflächen gelten folgende Normen:
- EN1253-2 – Abläufe für Gebäude – Teil 2: Dachabläufe und Bodenabläufe ohne Geruchverschluss
- EN 12056-3 – Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung
- ÖNORM B2501 – Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Planung, Ausführung und Prüfung – Ergänzende Bestimmungen zu ÖNORM EN 12056
Quellen: