TECHNISCHER AUSBAU & RESSOURCENSPARENDES BAUEN I SS 2004

Transkript

1 REGENWASSERNUTZUNG 1. Entwickeln Sie eine Lösung für die Nutzung des Regenwassers der Dachfläche zur WC-Spülung, einen optionalen Waschmaschinenanschluss und die Gartenbewässerung. Berechnen Sie anhand der nachfolgenden Berechnungsabläufe die erforderliche Zisternengröße. Stellen Sie die Zisternenposition sowie die Zuleitungen und die Überlaufleitung zur Versickerung im Lageplan dar. 2. Bestimmen Sie als Alternative zur Regenwassernutzung die zur Versickerung der Niederschläge auf die versiegelten Flächen erforderliche Größe der Versickerungsmulde. Zeichnen Sie deren Position auf dem Grundstück und die Kanal-/Leitungsführung dorthin auf dem Lageplan ein. TRINKWASSERVERSORGUNG 3. Dimensionieren und zeichnen Sie für Ihr Haus das Trinkwasserversorgungssystem für Kalt- und Warmwasser mit den entsprechenden Farben und den üblichen Symbolen. 4. Berücksichtigen Sie dabei die Versorgung der WCs, der Gartenbewässerung und der Waschmaschine (als Option) mit Regenwasser aus einem separaten Leitungsnetz. 5. Zeichnen Sie das Strangschema der Trinkwasserversorgung und Regenwassernutzung einschließlich der Absperrarmaturen, der Steigleitungen, der horizontalen Verteilleitungen und der Verbrauchsstellen in den vorgegebenen Farben und Linienarten und dimensionieren Sie alle Rohrabschnitte. Leistungen: Grundrisse im M 1:50 mit allen Anlagenkomponenten für das Trinkwassersystem in den entsprechenden Farben sowie den maßstäblich zu zeichnenden Sanitärobjekten. Anmerkung: Die Richtungspfeile der Steigleitungsverläufe sind deutlich sichtbar einzuzeichnen. Strangschema für Trinkwasser kalt und warm sowie Regenwasser unmaßstäblich - mit Angaben der Rohrdimensionen und der Sanitärgegenstände in Symboldarstellung. Lageplan Berechnungen für die Positionen von der Zisterne und der Versickerungsmulde und die Kanal-/Leitungsführung dorthin Auslegung der Regenwasserzisterne (Berechnungen und Ausdruck der Excel-Tabelle zur Bedarfsdeckung) Kostenermittlung Excel-Tabelle als Ausdruck und per an abgabe@rsb.uni-hannover.de alle Excel-Tabellen im Internet Downloads Abgabetermin bis Uhr

2 Grundlagen für die Auslegung von Regenwasserzisternen Die Speichergröße sollte aus Kostengründen in einem ausgewogenen Verhältnis einerseits zum Regenwasserdargebot und andererseits zum Betriebswasserbedarf stehen. Verfügbares Regenwasser soll nicht ungenutzt bleiben. Die Trinkwassernachspeisung ist auf ein Minimum zu beschränken. Jährliche Niederschlagshöhe Für eine genaue Auslegung sind die jeweils örtlich gültigen Niederschlagshöhen beim zuständigen Wetteramt zu erfragen. In der Übersichtskarte (Pistohl S. C4) und in der Excel-Tabelle zum Regenwasserspeicher sind die durchschnittlichen jährlichen Niederschlagshöhen in mm angegeben. Die Niederschlagshöhen betragen zwischen 500 und 1600 mm im Jahr. Dies entspricht einem Volumen von 500 bis 1600 l/m 2 Auffangfläche im Jahr. Größe der Auffangfläche Die Größe der Dachauffangfläche ist die projizierte Fläche des Dachs des Hauses, unabhängig von Dachform und Dachneigung. Bei Terrassen, Balkonen, Hofflächen usw. wird die beregnete Grundfläche in Ansatz gebracht. Wird nur eine Dachseite des Hauses als Regenwasserfläche genutzt, so wird auch nur die entsprechende projizierte Fläche in Ansatz gebracht. Abflussbeiwert Mit dem Abflussbeiwert (w) wird die Differenz zwischen der Niederschlagsmenge und der tatsächlich abfließenden Wassermenge unter Berücksichtigung der Lage, Neigung, Ausrichtung und Art der Materialien der Auffangfläche bestimmt. Filtersammler Wenn in Regenwasserleitungen hydraulisch wirkende Filtersammler eingesetzt werden, sind die Herstellerangaben bezüglich des nutzbaren Regenwasservolumenstromes zu berücksichtigen (z.b. 10% Verlust durch einen sich selbst reinigenden Filtersammler). Jährliches Regenwasserdargebot Regenwasserdargebot = l/a = Auffangfläche x Abflussbeiwert x Niederschlagshöhe m² x w x mm/a

3 Betriebswasserjahresbedarf: Der Betriebswasserjahresbedarf setzt sich zusammen aus: 1. dem personenbezogenen Tagesbedarf x Anzahl d. Pers. x 365 Tage/a 2. den Bewässerungsflächen x dem spezifischen Jahresbedarf Die beiden Anteile werden addiert, insofern Bewässerungsflächen vorhanden sind. Nutzungsart und Verbrauch von Regenwasser Für die Berechnung bei einem 4- Personenhaushalt gelten folgende Bedarfswerte: Toiletten mit Spülkasten im Haushalt Toiletten mit Druckspüler im Haushalt Toiletten im Bürobereich Toiletten in Schulen Urinal Waschmaschinen im Haushalt (moderner Bauart, 4-Personenhaushalt, 3,5 Waschgänge: 20 l pro Person/Woche) Putzwasser im Haushalt Gartenbewässerung Grünanlagenbewässerung (während der Vegetationszeit von April bis September) bei leichtem Boden bei schwerem Boden Personenbezogener Tagesbedarf in l Spezifischer Jahresbedarf in l/m² 60 bis bis bis 150 Einige grundsätzliche Überlegungen sind wie folgt: Ist die Auffangfläche klein, so empfiehlt es sich, nur die Verbraucher anzuschließen, bei denen die größte Ersparnis zu erwarten ist. In der Regel sind das WC- Spülwassermengen und das Wasser zur Gartenbewässerung. Bei Toiletten sollten grundsätzlich nur wassersparende Ausführungen angeschlossen werden, wie z.b. 6-Liter WC und Spülkästen mit Spartaste. (Zur Erhöhung des Deckungsgrades können 4-Liter Toiletten genutzt werden.) Für WC-Spülungen werden 5 Spülungen pro Tag und Person mit 6 l Spülwassermenge, somit 30 l, in Ansatz gebracht. Bei einem 4-Personenhaushalt sollte mit einem reduzierten Wert von 24 l/person und Tag gerechnet werden.

4 Dimensionierung des RW-Speichers Die Statistik der Wetterämter zeigt, dass Trockenperioden selten länger als zwei bis drei Wochen dauern. Deshalb ist der Regenwasserspeicher so zu dimensionieren, dass eine Trockenperiode von drei Wochen ausgeglichen werden kann. Das notwendige Speichervolumen wird für 21 Tage wie folgt berechnet: RW-Speichervolumen = Betriebswasserjahresbedarf x 21 Tage 365 Tage Da diese Berechnung Ungenauigkeiten beinhalten kann, wird das Ergebnis zusätzlich anhand der vorgegebenen Excel-Tabelle zur Dimensionierung des RW- Speichers und anhand der folgenden Kontrollrechnungen überprüft und ggf. korrigiert. Excel-Tabelle zum Download im Internet unter: Kontrollrechnung 1: RW-Speichergröße nach einem mittleren Starkregen Bei der Auswahl der Speichergröße ist beim halbgefüllten Speicher die Aufnahme von einem mittleren Starkregen von 20 mm zu berücksichtigen, Speichervolumen = 2 x 20mm Starkregen x Auffangfläche x Abflussbeiwert Kontrollrechnung 2: Überprüfung der wirtschaftlichen Behältergrößen Bei einem ausgeglichenen Verhältnis von Regenwasserertrag und Betriebswasserbedarf hat sich eine Speichergröße von ca. 5% des Jahresertrages als ausreichend erwiesen. Speichervolumen = Jahresertrag x 0,05 Diese Angaben zur Berechnung sind dem Merkblatt "Regenwassernutzungs Anlagen" des Zentralverbandes Sanitär, Heizung, Klima 1993 entnommen

5 Volumenberechnung Regenwassertank an einem Beispiel: Jährliche Niederschlagshöhe: 600 mm (600 l/m ² ) Größe der Auffangfläche: Dachfläche 86,66 m² Abflussbeiwert Giebeldach > 15 Neigung: Abflussbeiwert: 0,8 Jährliches Regenwasserdargebot: 86,7 m² x 0,8 x 600 mm/a = l/a Betriebswasserjahresbedarf: Personenbezogener Tagesbedarf Toilette 24 l/d/pers. + Waschmaschine 3 l/d/pers. + Putzwasser 2 l/d/pers. Summe 29 l/d/pers. 29 l/d/pers. x 5 Pers. x 365 d/a = l/a Bewässerungsfläche 50 m² x 60 l/m²a = l/a Gesamtbedarf l/a l/a = l/a Dimensionierung: Kontrollrechnung 1: Kontrollrechnung 2: RW-Speichervolumen: l/a x 21 Tage / 365 Tage=3.218 l RW-Speichergröße nach einem mittleren Starkregen: 2 x 20 l/m² x 86,7 m² x 0,8 = l wirtschaftliche Behältergröße: l/a x 0,05 = 2.796,25 l Die Kontrolle anhand der Excel-Tabelle ergibt eine Bedarfsdeckung von ca. 79% bei einem l Speicher und liegt damit im sinnvollen wirtschaftlichen Bereich. GEWÄHLTE SPEICHERGRÖßE: L = 3,0 m³ Wesentlich wirtschaftlicher als ein kleiner Tank je Wohneinheit ist ein großer Tank für einen ganzen Siedlungsabschnitt. Dabei entsteht zwar ein höherer Anteil an Rohrleitungen, jedoch entfallen der Aufwand, die Kosten und die Wartung für mehrere kleine Anlagen. Für eine Anzahl von 16 Häusern in unserem Beispiel wählen wir also die 16-fache Größe für einen gemeinsamen Speichertank: Speichergröße: 3,0 m³ x 16 = 48 m³ oder 2 Tanks à 24 m 3