Werkzeuge zur Planung von Regenwasserbewirtschaftung und Gebäudegrün

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1 Sieker Die Regenwasserexperten Werkzeuge zur Planung von Regenwasserbewirtschaftung und Gebäudegrün Prof. Dr.-Ing. Heiko Sieker Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh, Hoppegarten Technische Universität Berlin World Green Infrastructure Congress, Berlin 2017

2 Dezentrale Regenwasserbewirtschaftung (dezrwb) Stand der Technik Technische Regeln (DWA, DIN, FLL) Erfahrung aus vielen Projekten Gesetzlich vorgesehen Berliner Wassergesetz Wasserhaushaltsgesetz In Berlin politische Zielvorgabe Koalitionsvertrag Unternehmensziel der BWB Abwasserbeseitigungsplan, Stadtentwicklungsplan Klima

3 Planungswerkzeuge für dezrwb Standortanalyse mit ZUGABE Modellierung des Abflussverhaltens Steuerung von Retentionsdächern Auswirkungen auf das Stadtklima

4 Randbedingungen für die dezrwb Klima Gebäudetyp Topographie Grundstücksfläche Flächennutzung Boden Geologie Hydrologie Wo ist welche Art der dezrwb möglich? => Antwort hängt von verschiedenen Einflussfaktoren ab

5 BIS-RW RW: Geografisches Informationssystem zur dezrwb Hintergrund: Emscher Umbau Projekt 15/15: 15% Abkopplung in 15 Jahren!

6 Karte des Abkopplungspotenzials

7 ZUGABE

8 Planungswerkzeuge für dezrwb Standortanalyse mit ZUGABE Modellierung des Abflussverhaltens Steuerung von Retentionsdächern Auswirkungen auf das Stadtklima

9 Abflussverhalten von Gründächern

10 Abflussverhalten von Gründächern 25 Summe Niederschlag/Abfluss [mm] Summe Regen (mm) Summe Abfluss Normaldach (mm) Summe Abfluss Gründach (mm) ψ=85% ψ=0% Zeit nach Regenbeginn [min] ψ=90% ψ=30% Begrünte Dächer haben keinen konstanten Abflussbeiwert!

11 Abflussverhalten von Gründächern DIN : Tabelle 9 Abflussbeiwerte C zur Ermittlung des Regenwasserabflusses Konstante Abflussbeiwerte geben das Abflussverhalten begrünter Dächer nicht korrekt wieder!

12 Abflussverhalten von Gründächern 100% Abflussbeiwert eines Gründaches (über Ereignis gemittelt) * 90% Abflussbeiwert, über Ereignis gemittelt 80% 70% 60% Jährlichkeit 50% T=1 a T=5 a 40% T=10 a T=100 a 30% 20% 10% 0% Dauerstufe in Minuten * Berechnet für ein handelsübliches Gründach (Retentionsdach) mit KOSTRA-Niederschlägen für Berlin

13 Abflussverhalten von Gründächern 100% Abflussbeiwert eines Gründaches (Spitzenwert) * 90% Abflussbeiwert, über Ereignis gemittelt 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Abflussbeiwert im Jahresmittel: 30% 0% Dauerstufe in Minuten * Berechnet für ein handelsübliches Gründach (Retentionsdach) mit KOSTRA-Niederschlägen für Berlin Jährlichkeit T=1 a T=5 a T=10 a T=100 a

14 Modellierung von Gründächern Niederschlag Vegetation Substratschicht Transpiration Interzeption Infiltration Exfiltration Evaporation Bodenspeicher Überlauf Überlauf Drän-/Speicherschicht Wasserspeicher Dränabfluss Demo:

15 Modellierung von Gründächern Simulation von Gründächern Bemessungsregen (z.b. nach KOSTRA) Langzeitsimulation Kombination mit anderen dezrwb-elementen Versickerung, Mulden-Rigolen-Systeme Regenwasser-Nutzung / Zisternen, Speicher andere Gründächer (vordefinierte Gründachkonfigurationen) Demo: Integrierte statistische Auswertung Jahreswasserbilanzen Abflussbeiwerte Quantifizierung von Auswirkungen auf Kanalnetze Gewässer Wasserhaushalt

16 Planungswerkzeuge für dezrwb Standortanalyse mit ZUGABE Modellierung des Abflussverhaltens Steuerung von Retentionsdächern Auswirkungen auf das Stadtklima

17 Gesteuerte Regenwasserspeicher Idee: Regenwasser für Hitzeperioden vorhalten jedoch vor Starkregen rechtzeitig entleeren Normaler Starkregen Regen Radar Normales Regenereignis Regenwassernutzung Starkregen auf volle Zisterne Starkregen auf intelligente Zisterne Überlauf Gesteuerte Entleerung Kein Überlauf!

18 Gesteuerte Gründächer Vortrag P. Küsters am Mittwoch, 13:30 Uhr Drossel 4.0: Smart Flow Control

19 Planungswerkzeuge für dezrwb Standortanalyse mit ZUGABE Modellierung des Abflussverhaltens Steuerung von Retentionsdächern Auswirkungen auf das Stadtklima

20 Stadtklimatische Aspekte Urban Heat Stress => Gesundheitsbelastung Gründe für Hitzeinsel-Effekt: Erhöhte Wärmespeicherung & Abstrahlung Geringere Verdunstung => geringere Kühlung Quelle: cnx.org

21 Verdunstungskühlung Quelle: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) Quelle: Wikipedia

22 Verbesserung der Wasserbilanz durch dezrwb Raingarden Versickerungsmulden (privat) Retentionsräume Durchlässige Beläge Teiche Dachbegrünung Fassadenbegrünung Straßenmulden Baumrigolen

23 Baum-Rigole IGA

24 Berechnung der Wasserbilanzen AsmusGreen/ Fitnah (Fa. GeoNet)

25 Reduktion Hitzestress Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover GEO-NET Umweltconsulting GmbH

26 Planungswerkzeuge für dezrwb Werkzeuge für die Stadtplanung Informationssysteme Standortanalyse Auswirkung auf Stadtklima Werkzeuge zur Auslegung von Anlagen Modellierung des Abflussverhaltens Wirkungsanalysen Steuerung

27 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh