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 Gullys werden separate Haupt- und Notentwässerungsgullys oder auch Speier zur Notentwässerung eingebaut. Es ist eine Berechnung der Entwässerungsleistung anhand der örtlichen Regenspende zu erstellen, um die für das einzelne Dach erforderliche Anzahl an Gullys zu ermitteln. Bei Dachrinnen erfolgt die Notentwässerung durch das Überlaufen der Dachrinne.

Technische Grundlagen

Die Entwässerungsleistung von Gullys ist in DIN 1986-100 „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke“ anhand des jeweiligen Gully-Durchmessers angegeben, unabhängig davon weist jeder Hersteller von Dachgullys 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 des einzelnen Gullys 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 Rgenspenden 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.

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 Haupt- und Notentwässerungsgullys:
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 Hauptentwässerungsgullys:
Regenwasserabfluss der Hauptentwässerung=33,1 l/s=4,47 Stück ~ 5 Stück


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


Entwässerungsleistung je Notentwässerungsgully26,2 l/s
Es sind also 5 der gewählten Dachentwässerungsgullys 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
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Freispiegelentwässerung

Bei Freispiegelentwässerungen läuft das Niederschlagswasser in den Gully 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 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.
Autor
Tobias Meyer
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Aktuelle Normen und Richtlinien zu "Flachdachentwässerung"

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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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