So lässt sich Regenwasser mit Unterdruck effektiv ableiten
Bei der Erweiterung eines Logistikzentrums mit einer Leichtbau-Flachdachkonstruktion aus Trapezblech setzten Bauherr und Planungsverantwortliche auf ein Unterdruck-Dachentwässerungssystem. Zu den räumlichen Anforderungen an das Industrie-Hallengebäude zählte eine optimale Raumausnutzung für die Hochregallagerplätze, sodass sich der Platzbedarf für gebäudetechnische Installationen im Dachbereich sowie entlang der Hallenwände auf ein notwendiges Minimum beschränken sollte. Für die Berechnung und Materialermittlung des eingesetzten Dachentwässerungssystems waren zunächst folgende Gegebenheiten zu ermitteln:
- die zu entwässernde Dachfläche,
- Art und Aufbau der Flachdachkonstruktion mit der Lage der Entwässerungsebene,
- Rohrleitungsführung und -längen der Entwässerungsleitungen,
- die Höhe von der Entwässerungsebene bis zum Grundleitungsanschluss,
- Lage und Anzahl der Grundleitungsanschlüsse als Übergang in die Freispiegelentwässerung.
Im Gegensatz zur konventionellen Freispiegel-Dachentwässerung wird beim Prinzip der Druckströmung eine planmäßige Vollfüllung der Rohrleitung angestrebt. Durch die vergleichsweise kleinen Rohrquerschnitte und hohe Fließgeschwindigkeiten erfolgt bei Vollfüllung ein „Absaugen“ des Regenwassers von der Dachfläche in den Ablauf. Eine Funktionsscheibe in den Dachwassereinläufen verhindert ab einer Anstauhöhe von 10 mm den Lufteintritt, um das Wirkungsprinzip der Druckströmung zu unterstützen.
Richtungsänderungen und Abzweigungen werden strömungsgünstig mit 45°-Bogen ausgeführt. Im Leitungsinneren entsteht durch die Vollfüllung und die hohen Fließgeschwindigkeiten (0,5 m/s) ein Selbstreinigungseffekt. Bei geringeren Niederschlagsmengen arbeitet das Dachentwässerungssystem wie eine konventionelle Freispiegelentwässerung.
Auswahl des Dacheinlaufs
Einer der ersten Planungsschritte ist, den passenden Dachwassereinlauf für die jeweilige Dachkonstruktion und -abdichtung zu bestimmen. Die Art der Flachdachkonstruktion entscheidet über die Einbausituation und die Lage der Abdichtungsanschlüsse, da sich die wasserführende Ebene je nach Flachdachart in unterschiedlichen Lagen befindet.
Für die hydraulische Dimensionierung (geodätische Druckhöhe und Druckverluste aus Rohrreibung und Einzelwiderständen) standen verschiedene Höhen zwischen 12,8 m und 31,2 m zwischen der jeweiligen Entwässerungsebene und den Grundleitungsanschlüssen zur Verfügung. Die projektspezifische Berechnung für die zu entwässernde, ca. 20 000 m² große Dachfläche ergab die Anzahl von insgesamt 140 Dachwassereinläufen (davon 65 Einläufe für die Notentwässerung) mit Ablaufleistungen von 4,7 l/s bis 12 l/s (Bild 1). Eine EPDM-Flanschdichtung gewährleistet den Anschluss an die Flachdachabdichtung. Ablaufkörper und Rohranschluss bestehen aus PE, so dass der Anschluss an die Entwässerungsleitungen ohne Werkstoffübergang erfolgt.
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Waagrechte Leitungsverlegung vereinfacht Montage
Die Verlegung der PE-Entwässerungsleitungen erfolgt bei Druckströmungs-Dachentwässerungssystemen nach der Wasserwaage. Damit entfällt das ansonsten nötige Ausrichten des Gefälles. Das geringere Rohrgewicht reduziert die Gewichtsbelastung der Dachkonstruktion. Zudem eignen sich die PE-Rohre besonders für die Anforderungen in Industriegebäuden, weil das Rohrmaterial auch gegen chemische Einflüsse und hohe Temperaturen beständig ist.
Bereits in der Planung entschärft die Unterdruck-Dachentwässerung die möglichen Kollisionen unterschiedlicher Gebäudetechnik-Installationen. Denn der Installationsraum unter dem Dach ist gerade in gewerblichen Hallengebäuden kostbar – neben der Dachentwässerung müssen dort auch Lüftungskanäle, Elektroverteilungen und Leuchten, Deckenheizgeräte oder Deckenstrahlplatten, Dachventilatoren und andere Installationen Platz finden.
Die Kreuzungspunkte treten oft erst in der Ausführung zutage – zum Beispiel dann, wenn die Entwässerungsleitung am oberen Punkt beim ersten Dachwassereinlauf noch problemlos die Sprinklerleitung kreuzt, aber bedingt durch das Gefälle an anderer Stelle ein Kollisionspunkt mit dieser Leitung entsteht (Bild 2).
Tragsystem reduziert Einzelbefestigungen
Zu den Komponenten für die Unterdruck-Dachentwässerung gehört das Befestigungssystem, dessen Basiselement, wie bei der Regenwasserableitung Geberit Pluvia, eine Vierkantrohr-Tragschiene ist. Die einfache Aufhängung an der Tragschiene sorgt für eine Unabhängigkeit von geeigneten Befestigungspunkten. Mit Befestigungsabständen bis maximal 2,5 m eignet sich das Befestigungssystem vor allem für Leichtbaudächer, die beispielsweise aus einer Trapezblechkonstruktion bestehen (Bild 3).
Die Systembefestigung ermöglicht sowohl eine starre Montage mit Fixpunktrohrschellen als auch Gleitbefestigungen. Die durch die Längenausdehnung der PE-Rohre entstehenden Kräfte können durch konventionelle starre Montage kompensiert beziehungsweise durch den Einsatz von Langmuffen oder durch die Ausbildung von Biegeschenkeln aufgenommen werden.
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Reduzierte Anzahl an Fallleitungen
Das Prinzip der Dachentwässerung mittels Druckströmung bietet für den Gebäudeeigentümer die Vorteile, dass die Entwässerungsleitungen im Dachbereich horizontal verlegt werden, somit weniger Aufbauhöhe beanspruchen und zudem eine geringere Anzahl von senkrechten Fallleitungen der Ausnutzung der Gesamtnutzfläche zugutekommt. Dies wirkt sich auch auf die Rohbaukosten aus, da unter der Fundamentplatte weniger Grundleitungen zu verlegen sind.
Die waagrechte Leitungsführung erlaubt zudem längere Leitungsstrecken, sodass die Grundleitungsanschlüsse an den Außenwänden angeordnet werden konnten und damit keine Fallleitungen im mittleren Hallenbereich nötig waren. Die gesamte Dachentwässerungsanlage des Logistikzentrums verteilt sich auf 13 Fallleitungen (Bild 4). Die Notentwässerung wurde ebenfalls als innenliegende Entwässerung ausgeführt, die trotz der Gebäudegeometrie mit unterschiedlichen Höhen auf 10 Fallleitungen begrenzt werden konnte.
Fazit
Die Systemunterschiede und Vorteile zeigen sich vor allem im Inneren des Gebäudes: Die Unterdruck-Dachentwässerung arbeitet mit kleineren Rohrquerschnitten und benötigt weniger Fallleitungen und damit auch weniger Grundleitungsanschlüsse als konventionelle Dachentwässerungen. Durch die Verlegung ohne Gefälle sind die Kreuzungspunkte mit anderen gebäudetechnischen Installationen unter dem Dach einfacher planbar. So eröffnen sich mehr Gestaltungsmöglichkeiten und der vorhandene Raum kann besser genutzt werden. Weitere Infos zum Thema unter
Dieser Beitrag ist zuerst erschienen in SBZ 19/2018.
