Baukonstruktion

Flachdachentwässerung

Bei Flachdächern muss das anfallende Niederschlagswasser abgeleitet werden. Bekannt sind die Entwässerungsnachweise des Grundstücks, die als Teil des Bauantrags Bestandteil der Baugenehmigung werden. Für Flachdächer erfolgt die Berechnung der Entwässerung ähnlich wie beim Grundstück, nur auf das Flachdach bezogen. Grundlagen für die Bemessung von Entwässerungen bei Flachdächern sind die DIN 1986-100 “Entwässerungsanlagen für Gebäude und Gründstücke – Teil 100: Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056", die DIN EN 12056-3 "Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden" und DIN EN 1253-1 „Abläufe für Gebäude“. Weiterhin ist die lokale Regenspende gemäß "KOSTRA-DWD-2010" maßgeblich. Dabei handelt es sich um lokale Regenspenden, die vom Deutschen Wetterdienst zur Verfügung gestellt werden.

Haupt- und Notentwässerungen

Es wird unterschieden in Haupt- und Notentwässerung. Bei innenliegenden Entwässerungen über Flachdachabläufe (auch als Gullys bezeichnet) werden separate Haupt- und Notentwässerungsgullys oder auch Wasserpeier zur Notentwässerung eingebaut. Es ist eine Berechnung der Entwässerungsleistung anhand der örtlichen Regenspende zu erstellen, um die für das einzelne Dach erforderliche Anzahl an Fachdachabläufen zu ermitteln. Bei Dachrinnen erfolgt die Notentwässerung durch das Überlaufen der Dachrinne.
Notentwässerung eines Flachdachs über Wasserspeier
Notentwässerung eines Flachdachs über Wasserspeier Bild: © f:data GmbH

Technische Grundlagen

Die Entwässerungsleistung von Dachabläufen ist in DIN 1986-100 „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke“ anhand des jeweiligen Gully-Durchmessers angegeben, unabhängig davon weist jeder Hersteller von Flachdachabläufen die jeweilige Entwässerungsleistung für seine Produkte aus. Diese herstellerbezogenen Entwässerungsleistungen weichen deutlich von den Mindestanforderungen der DIN 1986-100 ab, sodass größere Entwässerungsleistungen möglich sind. Ferner hängt die Leistung der einzelnen Flachdachabläufe von dem möglichen Wasseranstau auf dem Dach ab. Je höher der mögliche Anstau, desto höher ist auch die Entwässerungsleistung in Liter pro Sekunde (l/s). Wie hoch der Anstau ist, ergibt sich aus der Gebäudestatik bzw. vereinfacht aus der örtlichen Schneelast.
Der Berechnung der benötigten Gully-Anzahl sowohl für die Haupt- als auch für die Notentwässerung eines Flachdachs liegt die lokale Regenspende vor Ort zugrunde. Die lokale Regenspende ist spezifisch für jeden Ort. Die Regenspenden werden in Deutschland in der „KOSTRA-DWD-2010“ (Koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung – Auswertung DWD) aufgeführt. Die Daten basieren auf der Langzeitmessung und Auswertung der regionalen Starkniederschlagsereignisse des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und werden auf ein deutschlandweites Raster (Maschenweite 8,5 x 8,5 km) übertragen. Die Regenspende wird als r(D,T) angegeben. Dabei stehen r für Regenspende, D für die Regendauer (z. B. 5 Minuten) und T für die Jährlichkeit also die Wiederkehrwahrscheinlichkeit dieses Starkregenereignisses (z. B. alle 100 Jahre). Die Regenspende wird in l/s*ha [Liter/Sekunde*Hektar] angegeben.
Für die Flachdachentwässerung werden aus den Daten der „KOSTRA-DWD-2010“ die Bemessungsregenspende (r5,5) und der Jahrhundertregen (r5,100) verwendet. Die Bemessungsregenspende (auch Berechnungsregenspende genannt) ist die höchste Niederschlagsmenge, die statistisch alle 5 Jahre in einem 5-minütigen Zeitraum bezogen auf 1 ha Fläche an einem bestimmten Ort zu erwarten ist. Der Jahrhundertregen hingegen ist ein 5-minütiges extrem starkes Regenereignis, das so statistisch nur alle 100 Jahre auftritt.
Flachdach-Hauptentwässerungen müssen mindestens die Bemessungsregenspende r5,5 abführen, die Notentwässerung mindestens die Differenz zwischen dem Jahrhundertregen r5,100 und der Bemessungsregenspende r5,5. Liegt beispielsweise für einen Standort eine Bemessungsregenspende (r5,5) von 300 l/s*ha und eine Jahrhundertregenspende (r5,100) von 500 l/s*ha vor, muss die Notentwässerung
500 l/(s*ha) - 300 l/(s*ha) = 200 l/(s*ha)
abführen können. Diese ermittelten Werte werden dann auf die tatsächliche Dachfläche umgerechnet und durch die vorgesehene Anzahl Dachgullys mit der jeweiligen Entwässerungsleistung geteilt.
Weiterhin gibt es die sogenannten Abflussbeiwerte (C), dabei handelt es sich um einen Abminderungsfaktor, der je nach Dachaufbau berücksichtigt wird. Beispielsweise beträgt der Abflussbeiwert für extensiv begrünte Dächer 0,5. Das heißt, die oben ermittelten Regenspenden werden um 50 % abgemindert, da die Begrünung das Niederschlagswasser zurückhält. Bei Dächern ohne Aufbau beträgt der Abflussbeiwert 1,0. Es wird also die volle Regenspende angesetzt.
Die lokale Regenspende ist grundlegend für die Berechnung der benötigten Flachdachabläufe für eine Flachdachentwässerung.
Die lokale Regenspende ist grundlegend für die Berechnung der benötigten Flachdachabläufe für eine Flachdachentwässerung. Bild: © f:data GmbH

Beispielrechnung zur Flachdachentwässerung

Anhand der bereits aufgeführten Regenspenden soll die Entwässerungsrechnung für ein Dach mit einer Grundfläche von A = 1.000 m² für ein fiktives Gebäude mit Flachdach berechnet werden.
Angaben:
Standort:Berlin
Abflussbeiwert C =1,0 (ohne Aufbauten)
Das Flachdach verfügt über eine punktförmige Gefälledämmung mit einzelnen Tiefpunkten.
Bemessungsregenspende r5,5 =331 l/(s*ha) (entnommen KOSTRA-DWD-2010)
Jahrhundertregen r5,100 =582 l/(s*ha)
Differenz r 5,100 – r5,5582 (l/s*ha) - 331 (l/s*ha) = 251 (l/s*ha)
Möglicher Wasseranstau für Hauptentwässerung:35 mm (Projektbezogene Angabe)
Möglicher Wasseranstau für Notentwässerung:65 mm (Projektbezogene Angabe)
Entwässerungsleistung der Hauptentwässerung bei 35 mm Anstau: 7,4 l/s bei Durchmesser 100 mm (Herstellerangabe)
Entwässerungsleistung der Notentwässerung mit Anstauelement bei 65 mm Anstau:26,2 l/s bei Durchmesser 100 mm (Herstellerangabe)
Gesucht:
Erforderliche Entwässerungsleistung „Q“ für die Haupt- und Notentwässerung
Berechnung der erforderlichen Anzahl Hauptabläufe und Notabläufe:
Regenwasserabfluss der Hauptentwässerung:
Q=(r5,5 x C x A)

10.000 m²
Q=(331 l/(s*ha) x 1,0 x 1.000 m²)=33,1 l/s

10.000 m²
Regenwasserabfluss der Notentwässerung:
Q=[(r5,100- r5,5) x C x A]

10.000 m²
Q=(251 l/(s*ha) x 1,0 x 1.000 m²)=25,1 l/s

10.000 m²
Anzahl Dachabläufe zur Hauptentwässerung:
Regenwasserabfluss der Hauptentwässerung=33,1 l/s=4,47 Stück ~ 5 Stück


Entwässerungsleistung je Hauptentwässerungsgully7,4 l/s
Anzahl Notabläufe:
Regenwasserabfluss der Notentwässerung=25,1 l/s=0,95 Stück ~ 1 Stück


Entwässerungsleistung je Notablauf26,2 l/s
Es sind also 5 der gewählten Dachentwässerungsgullys für die Hauptentwässerung erforderlich. Da einzelne Tiefpunkte vorliegen, wird jedem Hauptentwässerungsgully ein Notentwässerungsgully zugeordnet, obwohl rein rechnerisch einer ausreichen würde. Zur Erstellung von Entwässerungsnachweisen steht entsprechende Software zur Verfügung, sodass eine Entwässerungsberechnung einfach zu bewerkstelligen ist.

Regelungen zu Haupt- und Notentwässerung

Während die Hauptentwässerung an die Grundleitung angeschlossen wird, ist dies für die Notentwässerung nicht erlaubt. Notentwässerungen müssen auf eine schadlos überflutbare Fläche des Grundstücks geführt werden, sodass bei Abführen des Niederschlagswassers keine Schäden entstehen können. Bei Flachdächern mit einzelnen Tiefpunkten muss jedem Hauptentwässerungsgully ein Notentwässerungsgully zugeordnet werden, unabhängig von der notwendigen Anzahl Notentwässerungsgullys aus der Entwässerungsberechnung.
Verzichtet werden kann auf Notentwässerungen bei massiven Deckenkonstruktionen, sofern die Decke statisch so bemessen ist, dass das Niederschlagswasser bis zur größtmöglichen Anstauhöhe am Dachrand anstauen könnte. Diese Massen werden aber in der Gebäudestatik in der Regel nicht berücksichtigt. Ferner ist trotzdem dafür zu sorgen, dass das Wasser, z. B. beim Überlaufen über den Dachrand keine Schäden verursacht.

Die zwei Flachdachentwässerungsarten

Neben der Unterscheidung zwischen Haupt- und Notentwässerung gibt es zwei grundsätzliche Flachdachentwässerungsarten: die Freispiegel- und die Unterdruckentwässerungen.
Funktionsweise der Flachdachentwässerungsarten im Überblick
Funktionsweise der Flachdachentwässerungsarten im Überblick Bild: © f:data GmbH

Freispiegelentwässerung

Bei Freispiegelentwässerungen läuft das Niederschlagswasser in den Flachdachablauf und wird über Fallleitungen oder waagerecht verlegte Abflussleitungen mit Gefälle abgeführt und an die Grundleitung angeschlossen. Die Abflussrohre werden dabei nicht vollgefüllt. In der Regel wird ein einheitlicher Rohrquerschnitt verwendet, der nur zum Teil gefüllt wird.

Unterdruckentwässerung

Unterdruckentwässerungen funktionieren nach hydraulischen Prinzipien. Es liegt dabei ein komplett gefüllter Leitungsquerschnitt vor. Die Querschnitte der Entwässerungsleitungen werden mit ingenieurmäßigen Berechnungen ermittelt. Da die Abführung des Wassers aufgrund der hydraulischen Mechanismen erfolgt, werden die Abflussrohre ohne Gefälle verlegt, wodurch größere Strecken überbrückt werden können. Unterdruckentwässerungen weisen höhere Entwässerungsleistungen, bei gleichzeitig geringeren Rohrquerschnitten als Freispiegelentwässerungen auf.

Zusammenfassung

Die Entwässerung von Flachdächern wird in Haupt- und Notentwässerung unterteilt, ferner wird zwischen Freispiegel- und Unterdruckentwässerung unterschieden. Für jedes Flachdach muss eine individuelle Entwässerungsberechnung anhand der lokalen Regenspende gemäß "KOSTRA-DWD-2010" und der Entwässerungsleistung des vorgesehenen Dachgullys/Flachdachablaufs erfolgen. Es sind weitere Regelungen zu berücksichtigen, wie z. B. die Führung der Notentwässerung auf eine schadlos überflutbare Fläche oder eventuelle Abminderungen der Regenspende aufgrund von Dachaufbauten. Entwässerungsberechnungen können mit entsprechender Spezialsoftware durchgeführt werden, die auch bei Änderungen während des Bauablaufs Anpassungen der Dachentwässerung einfach nachweisen lässt.
Tobias Meyer
Ein Artikel von
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Aktuelle Normen und Richtlinien zu "Flachdachentwässerung"

Ausgabe 2010-05
Diese Norm definiert Begriffe und legt Anforderungen an die allgemeinen Eigenschaften, die Arten der Beanspruchung, die Planung des Bauwerks und den Untergrund der Dachabdichtung fest. Zusammen mit DIN 18531-2, DIN 18531-3 und DIN 18531-4 gilt diese ...
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Diese Europäische Norm legt die Anforderungen an die Ausführung, d. h. Herstellung und Montage, von Aluminiumtragwerken aus kaltgeformten Profiltafeln für Dach-, Decken-, Boden- und Wandanwendungen unter vorwiegend ruhenden oder seismischen Lastbedin...
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Ausgabe 2001-01
Diese Norm beschreibt eine Methode zur Berechnung der hydraulichen Leistungsfähigkeit von Dachentwässerungssystemen. Es werden auch die Regeln für die Planung und Auslegung der Dachentwässerungssysteme festgelegt, soweit sie das Abflussvermögen beein...
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Ausgabe 2017-07
Diese Norm legt Anforderungen an die Abdichtung von nicht genutzten und genutzten Dächern gegen Niederschlagswasser fest. Es benennt die zu berücksichtigenden Einwirkungen und legt Planungs- und Ausführungsgrundsätze fest.Diese Norm wurde vom NA 005-...
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Ausgabe 2010-05
Diese Norm legt die Anforderungen an den Aufbau der Dachabdichtung und der Lagesicherung, deren Ausführung und an die Verarbeitung der Stoffe fest. Darüber hinaus werden die erforderlichen Maßnahmen zur Sicherung gegen Abheben durch Windkräfte festge...
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Ausgabe 2017-07
Diese Norm legt die Anforderungen an die Auswahl der Abdichtung für nicht genutzte und genutzte Dächer gegen Niederschlagswasser, deren Ausführung einschl. der Detailausbildung, und an die Lagesicherung fest. Darüber hinaus werden die erforderlichen ...
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Ausgabe 2016-12
Diese Norm gilt für Entwässerungsanlagen zur Ableitung von Abwasser in allen Gebäuden und auf Grundstücken, die überwiegend mit Freispiegelleitungen betrieben werden.Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 119-05-02 AA „Entwässerungsanlagen für Gebä...
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6.2.1 Eine planmäßig vollgefüllte Regenwasserleitungsanlage muss in der Lage sein, die nach Abschnitt 4 berechnete Regenspende einer bestimmten Fläche zu entwässern. Falls möglich, sollte die Methode für statistische Bemessungsregenspenden (siehe 4.2...
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Bei Dachentwässerungsanlagen mit planmäßig vollgefüllt betriebenen Rohrleitungen wird mit Erreichen der Berechnungsregenspende die geodätische Druckdifferenz zwischen Dachablauf und Übergang in die Freispiegelentwässerung zur Erzeugung einer leistung...
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Für jeden Endpunkt einer Teilstrecke ist der dort zu erwartende Innendruck px nach Gleichung (14) zu berechnen. ... Zur Vermeidung von Kavitation darf der rechnerische Wert für den Innendruck nicht geringer werden als px = – 90 kPa (– 0,9 bar).Die ...
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Auszug im Originaltext aus DIN 1986-100 (2016-12)
Für die Vorplanung einer Entwässerungsanlage mit Druckströmung darf die Abweichung zwischen dem verfügbaren Druck aus Δ hverf ⋅ ρ ⋅ g und Σ ( l ⋅ R + Z) in der Druckverlustberechnung für einen Fließweg maximal ± 10 kPa (0,1 bar) betragen. Positive un...
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DIN-Norm
Auszug im Originaltext aus DIN 1986-100 (2016-12)
Grundlage für die Bemessung von Dachentwässerungsanlagen mit planmäßig vollgefüllt betriebenen Rohrleitungen ist eine stationäre Wasserströmung mit konstanter Dichte (ohne Lufteintrag).Die Bemessung der Leitungsanlage muss für Fließwege vorgenommen w...
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5.4.1 Bei der Entwässerung von Flachdächern ist die Tragfähigkeit und Konstruktion des Daches mit in Betracht zu ziehen.5.4.2 Jegliche Ableitung und jeglicher Ablauf sollen so sein, dass sich kein Aufstau bilden kann, der die Belastbarkeit des Daches...
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DIN-Norm
Auszug im Originaltext aus DIN 1986-100 (2016-12)
Bei einer geringen Höhendifferenz zwischen dem Wasserspiegel über dem Dachablauf und der Sammelanschlussleitung muss überprüft werden, ob die Druckentwässerung sicher anläuft, siehe Gleichungen (12) und (13). ... ... In Bild 29 ist der Mindestvolume...
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Die Dachentwässerung ist nach DIN 1986-100 zu planen und auszuführen.Bei der Auswahl der Entwässerung sind zusätzliche Niederschlagsmengen von angrenzenden Fassadenflächen sowie höherliegenden Dachflächen zu berücksichtigen.Die Abläufe einer Innenent...
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Auszug im Originaltext aus DIN 18531-3 (2017-07)
Für die Anordnung und Bemessung der Dachabläufe und Notüberläufe ist DIN 18531-1:2017-07, Abschnitt 6.6 zu beachten. Fabrikmäßig vorgefertigte Dachabläufe müssen der Normenreihe DIN EN 1253 entsprechen.Bei einem wärmegedämmten Dach mit Dampfsperre si...
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