Starke Strömung unter 0 bar Unterdruckdachentwässerung: modern, innovativ und leistungsfähig

Funktionsweise
Eine Unterdruckdachentwässerung macht sich die physikalischen Eigenschaften einer Wassersäule zunutze. Mit speziellen Dachwassereinläufen wird Lufteinströmung in das Rohrleitungssystem mittels einer Stauscheibe verhindert. Sobald sich ca. 10 mm Regenwasser aufgestaut haben, wird ein Luftabschluss erzeugt. Bis es dazu kommt, funktioniert auch die Unterdruckdachentwässerung wie eine konventionelle Entwässerung. Durch den Luftabschluss füllt sich das Rohrleitungssystem komplett und erzeugt einen Unterdruck. Durch diesen bzw. die Druckströmung entsteht dann eine Selbstabsaugung, die die gesamte Dachfläche effizient entwässert. Durch diese Druckströmung können alle Regenwasserleitungen ohne Gefälle entsprechend der DIN 1986-100 unterhalb der Dachkonstruktion verlegt werden.

Aufbau eines Kaltdaches in Leichtbauweise mit Dachwassereinlauf mit Flansch für Kunststoff-Folien:

1. Leichtbaudach
2. Anschlussleitung mit kraftschlüssiger Verbindung
3. Schwitzwasserdämmung Anschlussleitung
4. Schwitzwasserdämmung
5. Dachwassereinlauf mit Flansch für Kunststoff-Folien
6. Befestigungsblech
7. Dachabdichtungsfolie
8. Laubfang mit Funktionsscheibe

Planungsgrundlagen
Schon bei der Planung einer Dachentwässerung müssen grundlegende Fragen geklärt werden. Mit dem Kanalnetzbetreiber ist abzuklären, ob und welche Menge Regenwasser in den Kanal abgeleitet werden darf. Wenn das anfallende Regenwasser gar nicht oder nur teilweise abgeleitet werden darf, muss für die Differenz auf dem Grundstück eine Rückhaltemöglichkeit geplant werden. Es muss rechnerisch nachgewiesen werden, dass die Sicherheit gegen Überflutung oder einer kontrollierten schadlosen Überflutung auf dem Grundstück gegeben ist. Eine planmäßige Entwässerung der Dachflächen auf öffentliche Wege und Verkehrsflächen ist unzulässig. Um die Funktionssicherheit der Anlage durch Versinterung nicht zu beeinträchtigen, müssen ggf. Regeneinzugsflächen aus kalkgebundenen Plattenbelägen versiegelt oder durch kunststoffgebundene Beläge ersetzt werden.

Anforderungen
Dachwassereinläufe müssen die Anforderungen der DIN EN 1253-1 erfüllen oder es muss eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung bzw. ein Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis vorliegen. Die Außenkanten der Einläufe müssen einen Abstand von min. 30 cm zur Attika oder anderen Dachaufbauten, Durchdringungen oder Fugen einhalten. Nur so kann die wasserführende Dachabdichtung sicher an den Ablauf angeschlossen werden. Attikaabläufe sind von dieser Abstandsregel ausgeschlossen.

Aufbau eines Warmdachs in Leichtbauweise mit Dachwassereinlauf mit Flansch für Kunststoff-Folien:

1. Leichtbaudach
2. Anschlussleitung mit kraftschlüssiger Verbindung
3. Schwitzwasserdämmung Anschlussleitung
4. Befestigungsblech
5. Schwitzwasserdämmung
6. Grundkörper
7. Dampfsperre
8. Wärmedämmung
9. Schwitzwasserdämmung
10. Dachwassereinlauf mit Flansch für Kunststoff-Folien
11. Dachabdichtungsfolie
12. Laubfang mit Funktionsscheibe

Bei Warmdachaufbauten werden zweiteilige Dachwassereinläufe eingesetzt. Eine sichere Verbindung zwischen Grundelement und Aufstockelement muss sichergestellt sein.
Für Unterdruckentwässerungsanlagen müssen spezielle Dachwassereinläufe eingesetzt werden, die zum Beispiel durch eine Stauscheibe einen Lufteintrag in das Rohrleitungssystem verhindern.
Für die unterschiedlichen Dachkonstruktionen wie Warmdächer, Kaltdächer, Umkehrdächer und Rinnenkonstruktionen gibt es jeweils den passenden Dachwassereinlauf.

Dachwassereinlauf
…für Warmdächer
Bei Warmdachkonstruktionen handelt es sich um Dächer, die gedämmt sind. Die wasserführende Ebene befindet sich oberhalb der Wärmedämmung. Zwischen der Dachkonstruktion und der Dämmung befindet sich eine Dampfsperre, meistens aus einer PE-Folie oder aus Bitumen.

…für Kaltdächer
Bei einem Kaltdach entfällt die Wärmedämmung. Der Dachwassereinlauf wird auf dem Dach befestigt, bei einem Trapezdach mit einem Befestigungsblech, und die Dachabdichtung am Einlauf befestigt.

…für Umkehrdächer
Bei einem Umkehrdach erfolgt der Aufbau ähnlich wie bei einem Warmdach. Das Dach wird ebenfalls gedämmt, jedoch befindet sich die wasserführende Ebene unterhalb der Wärmedämmung. Die Dämmung lässt das Wasser durchsickern und wird dann über die Einläufe vom Dach entwässert.

…für Rinnen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Dachwassereinlauf in Rinnen einzubinden: zum einen - je nach Rinnenmaterial - per Schweiß- oder Löt- oder per Flanschverbindung.

Dachbegrünung
Beliebt bei Neubauten und Altbausanierungen ist die Begrünung von Flachdächern. Mit der Dachbegrünung entstehen ökologische und bauphysikalische Vorteile wie:

• Schutz der Abdichtung (UV-Schutz und mechanischer Schutz),
• hoher Wasserrückhalt,
• erhöhter Schallschutz,
• Klimaverbesserung,
• Staubbindung.

Dachbegrünungen werden aus entwässerungs- und vegetationstechnischer Sicht in drei Gruppen gegliedert:

• intensive Begrünung,
• extensive Begrünung ab 10 cm Aufbaudicke,
• extensive Begrünung unter 10 cm Aufbaudicke.

Sie unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Aufbaudicke und die Pflanzenwuchshöhe. Der Schichtaufbau ist systembedingt und besteht in der Regel aus:

• Schutzschicht gegen mechanische Beschädigung und Wurzeldurchwuchs der Dachabdichtung,
• Entwässerungs- und Dränschicht,
• Filterschicht,
• Vegetationsschicht.

Um ein Zuwachsen der Dachwassereinläufe zu verhindern, sollte um den Dachwassereinlauf ein Kiesstreifen (Kiesschüttung 16/32 mm nach den Flachdachrichtlinien) mit einer Mindestbreite von 50 cm gelegt werden. Dachwassereinläufe müssen auch nach Aufbringen einer Begrünung für Wartungsarbeiten frei zugänglich sein. Kontrollschächte mit abnehmbarem Deckel ermöglichen auch die Reinigung. Da Regenwasser von begrünten Flächen gegenüber Dachflächen ohne Begrünung zeitlich verzögert abläuft, ist darauf zu achten, dass begrünte Dachflächen nicht zusammen mit Dachflächen ohne Begrünung über einen Abwasserstrang entwässert werden.

Hinweise zur Installation
Die in einer Dachentwässerung eingesetzten Bauteile müssen aufeinander abgestimmt, für die entstehenden Über- bzw. Unterdrücke geeignet sein und den daraus resultierenden Belastungen standhalten. Unterdruckdachentwässerungen können ohne Gefälle unterhalb der Decke des Gebäudes verlegt werden. Es sollten nicht mehr als 5000 m² über eine Fallleitung entwässert werden. Bei größeren Dachflächen müssen entsprechend weitere Fallleitungen geplant werden. Ebenso sind Dachflächen mit einem Höhenunterschied größer einem Meter getrennt zu entwässern.

Aufbau eines Umkehr-/Nassdaches, bekiest mit Dachwassereinlauf mit Flansch für

1. Kiesschüttung 16/32 mm nach Flachdachrichtlinien
2. Filtermatte/Trennschicht
3. Isolierter Sickerschacht
4. Wasserdurchlässige Wärmedämmung
5. Dachabdichtungsfolie
6. Eingelegte Wärmedämmung
7. Massivdach
8. Anschlussleitung mit kraftschlüssiger Verbindung und Schwitzwasserdämmung

Befestigung
Die Befestigung ist eine wichtige Komponente für eine sicher und einwandfrei funktionierende Dachentwässerung. Die durch Temperaturunterschiede bedingte Ausdehnung oder Schrumpfung beträgt bei PE-HD 0,2 mm/(m · K). Für Dachentwässerungssysteme gilt im europäischen Klimabereich eine Temperaturdifferenz von max. 50 K (-10 °C bis +40 °C). Die thermisch bedingte Längenänderung wird durch die Art der Befestigung gesteuert. Man unterscheidet zwischen den Befestigungsarten starre Montage und Gleitmontage.

Der gravierendste Unterschied zwischen den Befestigungsarten liegt im Umgang mit der Längenausdehnung. Bei der starren Montage werden die auftretenden Kräfte durch die Längenausdehnung über die Fixpunktrohrschelle in den Baukörper übertragen. Bei der Gleitmontage wird die Längenänderung in Langmuffen bzw. Biegeschenkeln aufgenommen.
Ungünstige Randbedingungen, verursacht durch Schwingungen aufgrund von Turbulenzen, Druckänderungen oder Strömungsabrissen, können zu akustischen oder mechanischen Störungen führen bei:

• Leitungsumlenkungen,
• großen Leitungsdimensionen,
• weiten Abhängungen größer 60 cm (abhängig vom Rohrdurchmesser),
• sehr langen, geraden Leitungsstrecken.

In diesen Bausituationen müssen die Leitungen in axialer und horizontaler Richtung gegen mögliches Aufschwingen gesichert werden.

Beispiel für einen Dachwassereinlauf mit Notüberlauf-Set und Anbindung des Ablaufes zur Dachhaut.

Verteilung der Dachabläufe
Die Vorgaben zur Platzierung von Dachabläufen gelten auch für die Notabläufe, Abläufe in Rinnen und Attikaabläufe:

• Jeder konstruktive Tiefpunkt der Dachfläche muss durch mindestens einen Dachablauf entwässert werden,
• es muss geprüft werden, ob durch z. B. große Abstände der Binder bei Trapezblechdächern weitere Tiefpunkte zu erwarten sind,
• mögliche Aufteilung der Dachfläche durch z. B. Lichtkuppeln oder sonstige Dachaufbauten,
• die Dachabläufe dürfen keinen größeren Abstand als 20 m voneinander aufweisen, wenn sie ohne einen bedeutsamen Höhenunterschied in einem linearen Tiefpunkt verlaufen. Ist dies nicht der Fall, sind kleinere Abstände zu wählen, um Pfützenbildung auf dem Dach zu vermeiden,
• die Außenkanten der Einläufe müssen einem Abstand von min. 30 cm zur Attika oder anderen Dachaufbauten, Durchdringungen oder Fugen einhalten. Nur so kann die wasserführende Dachabdichtung sicher an den Ablauf angeschlossen werden. Attikaabläufe sind von dieser Abstandsregel ausgeschlossen.

Die durch die Längenausdehnung entstehenden Kräfte werden auf die parallel zur Rohrleitung verlaufende Tragschiene übertragen.

Notentwässerung bei jeder Dachfläche
In der Vergangenheit benötigten nur Flachdächer und innen liegende Rinnen eine Notentwässerung. Nach der DIN 1986-100 muss heute jede Dachfläche über eine Not­entwässerung verfügen. Ausgenommen von dieser Vorschrift sind lediglich Dächer, die planmäßig zur Regenrückhaltung eingesetzt werden. Diese benötigen aber einen statischen Nachweis darüber, dass sie den auftretenden Lasten durch einen Jahrhundertregen standhalten. In der Regel sind dies Dächer aus Beton und nicht in Leichtbauweise.

Bei Flachdächern in Leichtbauweise muss dagegen jeder Tiefpunkt über eine Notentwässerung verfügen, sodass sich im Falle einer Verstopfung oder bei Stark­regen kein Wasser auf dem Dach sammeln kann und die zulässige Dachlast nicht überschritten wird. Die Notentwässerung kann durch eine ausreichende Öffnung in der Attika oder über ein separates Leitungssystem erfolgen. Sowohl die Größe der Öffnung als auch die separate Notentwässerung müssen errechnet werden.

Separate Wasserableitung vorgeschrieben
Die anfallenden Wassermengen der Notentwässerung dürfen nach DIN 1986-100 nicht in das öffentliche Kanalnetz abgeleitet, sondern müssen auf eine schadlos überflutbare Fläche auf dem Grundstück abgeleitet werden. Diesem Punkt muss große Beachtung geschenkt werden, da nur so erkannt werden kann, ob die Hauptentwässerung unterbrochen ist, beispielsweise durch eine Verstopfung in der Grundleitung.

Dachwassereinlauf mit Flansch für Kunststoff-Folien: Ein Dachwassereinlauf passend für alle Dachfolien.

Die Notentwässerung führt das Wasser nur im Falle eines Starkregen-Ereignisses ab oder falls die Hauptleitung nicht richtig ableitet. Das abgeleitete Wasser der Not­entwässerung darf dabei nicht auf andere Dachflächen oder Dachterrassen abgeleitet werden. Zudem müssen die Notüberläufe so angeordnet sein, dass die maximal zulässige statische Belastung der Dachfläche bei Überflutung nicht überschritten wird. Von Notüberläufen als freien Auslauf durch die Attika verursachte Beschädigungen oder eine Durchfeuchtung der Fassade gelten dabei als hinnehmbar. Wer dies vermeiden möchte, muss auf ein Notentwässerungssys­tem mit separater Ableitung setzen.

Notentwässerung bei der Sanierung
Bei einer geplanten Sanierung einer Dachfläche muss als erstes die Regenspende nach Kostra-DWD-2000 berechnet werden. Als nächstes muss das Ablaufvermögen der bestehenden Leitung überprüft und mit der berechneten Regenspende abgeglichen werden. Weicht die berechnete Regenspende von der alten Regenspende ab, muss das Leitungssystem angepasst werden. Die Berechnungs-Regenspende hat sich in den vergangenen Jahren mehrfach geändert. In der Vergangenheit wurden als pauschale Werte zunächst 150 l/(s · ha) später 300 l/(s · ha) angenommen. Seit 2002 wird die Regenspende nach Kostra-DWD-2000 festgelegt.

Des Weiteren muss geprüft werden, ob eine Notentwässerung vorhanden ist und wie diese ausgelegt worden ist. Eventuell muss auch hier das bestehende Leitungssystem angepasst werden. Ist schon eine Notentwässerung vorhanden, muss die Leitungsführung darauf geprüft werden, ob diese an das örtliche Abwassernetz angeschlossen ist, was nicht mehr zugelassen ist. Ist dies der Fall, so müssen die Leitungen getrennt werden. Darüber hinaus ist auch hier die Ablaufleistung zu überprüfen und nach Kostra-DWD-2000 auszulegen.



Fazit
Die Vorteile Unterdruckdachentwässerung gegenüber konventioneller Dachentwässerung im Überblick:

• hohe Abflussleistung (bis 25 l/s) bei kleinem Leitungsdurchmesser,
• Kostenreduzierung durch weniger Fall- und Grundleitungen sowie weniger Kanalanschlüsse,
• optimale Raumausnutzung bzw. Raumeinsparung, mehr architektonische Freiheit,
• wenige Dachdurchdringungen bzw. wenige Dachwassereinläufe,
• nur eine Fallleitung bzw. weniger Fallleitungen,
• Planung und Verlegung ohne Gefälle,
• Selbstreinigungseffekt durch maximale Abflussleistung bzw. Abflussgeschwindigkeit.

Schweißverbindungen garantieren die Dichtheit und die notwendige Längskraftschlüssigkeit des Systems. Das geringe Gewicht ermöglicht die einfache und rationelle Verarbeitung, die Rohrleitungsabschnitte lassen sich zur Minimierung der Baustellenzeit vorfertigen. Das umfangreiche Sortiment bietet alle Voraussetzungen für die wirtschaftliche Verarbeitung.

Autor: Philipp Claus, Anwendungstechniker Rohrleitungssysteme und verantwortlich für die Produkte „Geberit PE“ und „Geberit Pluvia“

Bilder: Geberit

www.geberit.de