Grundstücksentwässerung Überflutungsnachweis nach DIN

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Christian Breiner
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1 Grundstücksentwässerung Überflutungsnachweis nach DIN Baukammer Berlin, 01.September 2011 Frank Schneider Pluvial flooding Extremereignis Dortmund 2 1

2 Herausforderung - Klimawandel Beispiel: monatliche Niederschlagssummen für Darmstadt bisher Prognose Januar Quelle: Rheinschmidt, R. 2010, fbr-wasserspiegel; verändert Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember 3 Einführung Überflutungsnachweis Ableitungssysteme Überflutungsnachweis Versickerung Zusammenfassung und Fazit Gliederung Einführung Ableitungssystem Versickerung Zusammenfassung 4 2

2010, fbr-wasserspiegel; verändert Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November

3 Heinrichs, F.-J. et al. Gebäude- und Grundstücksentwässserung Planung und Ausführung DIN und DIN EN , Kommentar; Hrsg. DIN, Beuth Verlag, Berlin 2008, 4. Auflage 5 Überflutungsnachweis - Ableitungssysteme 6 3

Ausführung DIN 1986-100 und DIN EN 12056-4, Kommentar;

4 Überflutungs- und Überlastungsnachweise Entwässerungsanlagen für die Ableitung von Regenwasser von kleinen Grundstücken können, soweit der Kanalnetzbetreiber keine anderen Vorgaben macht, ohne Überflutungsprüfung bemessen werden. Als klein gelten Grundstücke mit bis zu 800m² abflusswirksamer Fläche, für die ein Anschlusskanal DN 150 ausreichend ist. Bei Grundstücken über 200ha sollten die Bemessung des Leitungsnetzes und der Nachweis der Überflutung entsprechend DWA-A118 mit Abflusssimulationsmodellen durchgeführt werden. (DIN , Kapitel ) 7 Überflutungs- und Überlastungsnachweise Es gibt zwei Verfahren nach DIN : - vereinfachte Verfahren (Gleichungen 18 & 19) - Nachweisverfahren/Simulationsmodelle 8 4

Bei Grundstücken über 200ha sollten die Bemessung des Leitungsnetzes und der Nachweis der Überflutung entsprechend DWA-A118 mit Abflusssimulationsmodellen durchgeführt werden.

V = Überflutungsnachweis - Ableitungssystem Rück ( r A ( r A C + r A C ) ( D,30) ges ( D,2) Dach Dach ( D,2) FaG FaG D 60 10000 1000 V Rück zurückzuhaltende Regenwassermenge in m 3 D kürzeste

5 V = Überflutungsnachweis - Ableitungssystem Rück ( r A ( r A C + r A C ) ( D,30) ges ( D,2) Dach Dach ( D,2) FaG FaG D V Rück zurückzuhaltende Regenwassermenge in m 3 D kürzeste maßgebende Regendauer in min nach DWA-A118 Tabelle 4 (sonst D = 5 Minuten) C Abflussbeiwert (siehe Tab. 9, DIN ) A Dach gesamte Gebäudedachflächen in m 2 A FaG gesamte befestigte Fläche außerhalb der Gebäude in m 2 A ges gesamte befestigte Fläche des Grundstücks in m 2 d.h. A ges = A Dach + A FaG DIN , Gleichung (18) 9 Überflutungsnachweis - Ableitungssystem Bemessung von Grundleitungen nach DWA-A118, Tab. 4, mit 2-jährigem Bemessungsregen (sonst D = 5 min) 10 5

9, DIN 1986-100) A Dach gesamte Gebäudedachflächen in m 2 A FaG gesamte befestigte Fläche außerhalb der Gebäude in m 2 A ges gesamte befestigte Fläche des Grundstücks

6 Überflutungsnachweis Ableitungssystem Bemessungsregen r (5,5) r (D,2) Notablauf r (5,100) r (5,30) Quelle: DIN, 2008; verändert r (5,2) 11 Regenwasserabfluss 12 6

7 V Rück = Überflutungsnachweis - Ableitungssystem ( r A ( r A C + r A C ) ( D,30) ges ( D,2) Dach Dach ( D,2) FaG FaG D V Rück zurückzuhaltende Regenwassermenge in m 3 r (D,30) Regenspende für die Dauer D und Wiederkehrzeit von T = 30a in l/(s ha) nach KOSTRA-DWD 2000 D kürzeste maßgebende Regendauer in min nach DWA-A118, Tab. 4 C Abflussbeiwert (siehe Tab. 9, DIN ) A Dach gesamte Gebäudedachflächen in m 2 A FaG gesamte befestigte Fläche außerhalb der Gebäude in m 2 A ges gesamte befestigte Fläche des Grundstücks in m 2 d.h. A ges = A Dach + A FaG DIN , Gleichung (18) 13 Überflutungsnachweis Ableitungssystem V Rück = ( r A ( r A C + r A C ) ( D,30) ges ( D,2) Dach Dach ( D,2) FaG FaG D DIN , Gleichung (18) V Rück r A = D 1000 (D, 30 ) ges Q voll für D = 5, 10 und 15 Minuten. Der größte dieser drei Werte für V Rück ist maßgebend. DIN , Gleichung (19) 14 7

8 Überflutungs- und Überlastungsnachweise Der Überflutungsnachweis ist in Abhängigkeit von den örtlichen Verhältnissen ggf. auch für Teile der Entwässerungsanlage (z.b. an Entspannungspunkten) zu führen. Sollten die Regeneinzugsflächen des Grundstücks weitgehend aus Dachflächen und nicht schadlos überflutbaren Flächen (z.b. > 70 %, hierzu zählen auch Innenhöfe) bestehen, ist die Überflutungsprüfung in Verbindung mit der Notentwässerung für das 5-Minuten Regenereignis in 100 Jahren nachzuweisen. (DIN , Kapitel ) 15 Besondere Annahmen in DIN Abflussbeiwerte C sind Spitzenabflussbeiwerte. Sie widersprechen z.t. dem Regelwerk der DWA (unsichere Seite). Regendaten gem. KOSTRA-DWD als Werte der oberen Bereichsgrenze sind zu verwenden. Bemessung von Regenrückhalteräumen nach DWA- A117: Zuschlagsfaktor f z = 1,

rflutbaren Flächen (z.b. > 70 %, hierzu zählen auch Innenhöfe) bestehen, ist die Überflutungsprüfung in Verbindung mit der Notentwässerung für das 5-Minuten Regenereignis in 100 Jahren nachzuweisen.

9 Überflutungsnachweis - Versickerung 17 Überflutungsnachweis - Versickerung [Bei Versickerungsanlagen] fehlt die angenommene leistungsfähige Anbindung an ein Ableitungssystem und eine Überflutungsprüfung müsste konsequenterweise in jedem Falle erbracht werden der Ansatz nach DIN [ist] hierfür grundsätzlich geeignet.... (Arbeitsbericht DWA, 2011) 18 9

Ableitungssystem und eine Überflutungsprüfung müsste konsequenterweise in jedem Falle

10 Überflutungsnachweis - Versickerung Für eine Konsistenz mit DIN EN 752 und dem DWA-Regelwerk wäre [der Überflutungsnachweis] jedoch in folgenden Punkten zu modifizieren: 1. V Rück ist nach den Grundsätzen des DWA-A117 zu bestimmen. (maßgebliche Dauerstufe D unbekannt) 2. Die obere Bereichsgrenze der KOSTRA- Regenspenden müssen nicht verwendet werden. 3. Neue allgemeine Bestimmungsgleichung in Anlehnung an Gleichung 19 (Arbeitsbericht DWA, 2011) 19 V Rück Überflutungsnachweis - Versickerung ( A + A ) r( D,30) S ges 60 = ( + ) D QS QDr VS V Rück zurückzuhaltende Regenwassermenge in m 3 D maßgebende Regendauer in min r (D,30) Regenspende für die Dauer D und Wiederkehrzeit von T = 30a in l/(s ha) nach KOSTRA-DWD 2000 A ges gesamte befestigte Fläche des Grundstücks in m² A S versickerungswirksame Fläche einer oberirdischen Versickerungsanlage in m² Q S Versickerungsrate in l/s Q Dr Drosselabfluss in l/s (z.b. bei Mulden-Rigolen-Systemen) V S gesamtes Speichervolumen der Versickerungsanlage in m³ 20 10

Neue allgemeine Bestimmungsgleichung in Anlehnung an Gleichung 19 (Arbeitsbericht DWA, 2011) 19 V Rück Überflutungsnachweis - Versickerung ( A + A ) r( D,30) S ges 60 = ( + ) 10000 D QS QDr VS 1000 0

11 Überflutungsnachweis - Versickerung Wo liegt der Entspannungspunkt? oder Ist Vs anrechenbar? 21 Zusammenfassung & Fazit Überflutungsnachweise sind ein aktuelles, wichtiges Thema, das an Bedeutung gewinnen wird. Einfache Verfahren & Simulationsverfahren nach DIN (bzw. EN 752) Neue Anforderungen an den Fachplaner; Wasser muss schadlos auf den Grundstücken zurückgehalten werden. Abstimmung zwischen den Regelwerken ist erforderlich. (Regendaten, Abflussbeiwerte, Verfahren) Weitere Differenzierungen sind beim Überflutungsnachweis für Versickerungsanlagen erforderlich

Einfache Verfahren & Simulationsverfahren nach DIN 1986-100 (bzw.

http://prof.beuth-hochschule.de/schneider/ frank.schneider@beuth-hochschule.de Tel. 049(0)30-4504-5490 Fax 049(0)30-4504-2632 Bemessung von Regenrückhalteräumen 10.

12 Bemessung von Regenrückhalteräumen 10. März 2011 Baukammer Berlin Prof. Dr.-Ing. Frank Schneider Beuth-Hochschule für Technik Berlin University of Applied Sciences Fachbereich III Bauingenieurwesen & Geoinformation Siedlungswasserwirtschaft Luxemburger Straße 10, Berlin Tel. 049(0) Fax 049(0) Bemessung von Regenrückhalteräumen 10. März 2011 Baukammer Berlin Quellenverzeichnis DWA-A138 Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser. Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA); Arbeitsblatt DWA-Regelwerk, Hennef, April 2005 DIN (2008): Gebäude-und Grundstücksentwässerung Planung und Ausführung DIN und DIN EN ; Kommentar. Hrsg. DIN Deutsches Institut für Normung e.v., 4. Auflage, Beuth Verlag, Berlin, 2008 Grau, A.; Grotehusmann, D.; Harms, R. W.; Helmreich, B.; Petry, H.-G.; Remmler, F.; Scheufle, G.; Schneider, F. (2011): Erkenntnisse und Erfahrungen bei der Anwendung des Arbeitsblattes DWA-A 138, Teil 2: Quantitative Hinweise. Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe ES-3.1 Versickerung von Niederschlagswasser, KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2011 (58), Nr. 5, Rheinschmidt, R. (2010): Der Klimawandel Herausforderung und Chance für die Regenwassernutzung?! fbr-wasserspiegel, S

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