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Regenwassernutzung (allgemein)

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Verwendungsmöglichkeiten von Regenwasser
  1. Historischer Rückblick
  2. Das Angebot an Regenwasser in Deutschland
  3. Wassereinsparungsmöglichkeiten
  4. Verwendung von Regenwasser im Haushalt
  5. Verwendung von Regenwasser in Gewerbe und Industrie
  6. Verwendung von Regenwasser im Garten und zur Bewässerung von Grünanlagen
  7. Möglichkeiten der Regenwassernutzung nach Sektoren

Beschreibung einer Regenwasseranlage

  1. Regenauffangfläche (Dach)
  2. Regenwasserfilter
  3. Regenwasserspeicher (Zisterne)
  4. Hausstation (Pumpe und Trinkwassernachspeisung)
  5. Regenwassernetz und Entnahmestellen

Literatur


Verwendungsmöglichkeiten von Regenwasser

Zur Beschreibung der Verwendungsmöglichkeiten von Regenwasser sind zuerst einige Definitionen notwendig. Die Definitionen orientieren sich weitestgehend an /König, 1996/.

Betriebswasser

Betriebswasser ist nutzbares Wasser ohne Trinkwasserqualität. Genutzt werden kann es beispielsweise für die Toilettenspülung, die Waschmaschine und die Bewässerung.

Dachabflußwasser

Das Dachabflußwasser ist das Niederschlagswasser, das von den Dachflächen (allgemeiner: den Regenauffangflächen) abläuft, inklusive den auf der Auffangfläche aufgenommenen Verunreinigungen.

Regenwasser

Regenwasser ist die übliche Form des natürlichen Niederschlages. Andere Formen des natürlichen Niederschlages sind Schnee, Hagel, Graupel, Reif, Tau und Nebel. Außerdem ist Regenwasser ein im allgemeinen Sprachgebrauch verwendeter Begriff für Betriebswasser aus Niederschlägen von Dächern und anderen Oberflächen.

Grauwasser

Grauwasser bezeichnet schwach verschmutztes Wasser, wie beispielsweise im Haushalt das Abwasser aus der Waschmaschine, dem Waschbecken, der Dusche oder der Badewanne. Grauwasser kann unter bestimmten Umständen als Betriebswasser wiederverwendet werden.


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Historischer Rückblick

Bereits aus der Antike und dem Römischen Reich sind Zeugnisse über die gezielte Sammlung und Nutzung von Regenwasser erhalten. Das auf den Dächern aufgefangene Regenwasser führte man schon damals unterirdischen Zisternen zu, da sich auf diese Weise größere Wassermengen kühl und ohne Verdunstungsverluste speichern ließen (/König, 1995/).
Besondere Bedeutung hatten Zisternen in antiken Verteidigungsanlagen in Burgen. Eine wichtige Aufgabe der Burg war nicht nur der Schutz, sondern auch die Sicherstellung der Versorgung der in der Burg lebenden Menschen. So sind beispielsweise auf dem Burgberg der Königsstadt Pergamon auf einer Fläche von 8 ha 80 Zisternen gefunden worden (/König, 1995/). Das Volumen dieser Zisternen liegt bei 10 bis 130 m³. In anderen Festungsanlagen wurden Zisternen mit einem Speichervolumen von bis zu 1.000 m³ in den Felsen geschlagen.
Im Zeitalter nach der Zerschlagung des römischen Reiches versank nicht nur die Kultur Europas im tiefen Mittelalter, sondern auch die Trinkwasserversorgung wurde auf einen primitiven Stand zurückgeworfen. Dies führte zu teilweise katastrophalen hygienischen Bedingungen, welche den Ausbruch von Krankheiten verursachen konnten. In Großstädten war die Situation besonders schlimm, so daß vor allem hier über die Aufbereitung von Trinkwasser nachgedacht werden mußte.
Beispiele für die gezielte Trinkwasseraufbereitung in Europa nach dem römischen Reich sind die mit Sandfiltern versehenen venezianischen Zisternen. Eine ca. 3m tiefe Grube wurde mit einer wasserdichten Tonschicht ausgekleidet und mit Sand gefüllt. In diese Gruben wurde das auf Plätzen und Dächern aufgefangene Regenwasser geleitet, vom Sand gefiltert und über einen Brunnenschacht in der Mitte der Grube wieder entnommen (/Schmidt, 1986/).
Während der nordamerikanischen Pionierzeit entwickelte sich der Typ der amerikanischen Zisterne. In diese unterirdische Zisterne wird das Regenwasser ohne vorherige Reinigung geleitet. Der Vorgang der Sedimentation (s. Abbildung 3) führt zu einem Absetzen von Schmutzpartikeln. Eine Filtration mit einem Sandfilter findet erst bei der Entnahme des Wassers mit Hilfe eines geschlitzten Saugrohres aus der Zisterne statt.
Vorgeschaltete Filter wurden im 19. Jahrhundert in Dalamtien und Istrien für die Regenwasserspeicher entlang der Eisenbahnstrecke durch das dortige Karstgebirge verwendet, nachdem sich Ingenieure zum ersten mal damit beschäftigten, Zisternen in großer Anzahl zu konstruieren. Dies führte dazu, daß es alsbald zu weiteren Verbesserungen bei Zisternenanlagen kam. So wurden Grobfilter den Feinfiltern vorgeschaltet und die Zisternen wurden mit Überläufen versehen (/Schmidt, 1986/).

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Das Angebot an Regenwasser in Deutschland

Die jährlichen Niederschlagsmengen in Deutschland liegen für die meisten Gebiete zwischen 500mm und 1250mm. In den Mittelgebirgen treten vereinzelt Jahresniederschlagssummen von bis zu 1500mm, im Schwarzwald sogar bis zu 2000mm, auf. In den Hochgebirgslagen der Alpen finden sich sogar Werte von über 2000mm pro Jahr. Nach /König, 1996/ ist in den Hochgebirgslagen die Verteilung der Niederschläge sehr stark höhenabhängig. Ab 1000m über NN gilt die Faustregel: je Höhenmeter nimmt die Jahresniederschlagssumme um 1mm zu.
Die Verteilung der Niederschläge über das Jahr hinweg ist abhängig von der Region. Im Norden und im Binnenland beispielsweise ist beim Vergleich der Monatssummen eine deutliche Spitze im Sommer erkennbar, d.h. in den Sommermonaten fällt mehr Niederschlag, als im Winter. Den Tiefpunkt bilden die Monate März und April. Im Mittelgebirge hingegen hat man auch im Winter ein hohes Angebot an Niederschlag, das sogar die Monatssumme der regenreichsten Sommermonate übertreffen kann. Wenig Niederschlag gibt es im Mittelgebirge hingegen im April/Mai und im September.

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Wassereinsparungsmöglichkeiten

Der durchschnittliche Trinkwasserverbrauch in einem Haushalt in Deutschland beträgt etwa 150 Liter Trinkwasser pro Person und Tag. Dieser Verbrauch läßt sich durch geeignete Maßnahmen auf bei zu weniger als 60 Liter pro Tag reduzieren. Dazu sind zwei Schritte notwendig (s. Abbildung 1).
Der erste Schritt sind generelle Trinkwassereinsparungen. Bevor über die teilweise Substitution von Trinkwasser durch Regenwasser nachgedacht wird, sollten immer zuerst die Wassereinsparmöglichkeiten ausgeschöpft werden. Denn allein schon dadurch läßt sich der jährliche Trinkwasserverbrauch in einem Durchschnittshaushalt um ca. 1/3 verringern.
Bei den generellen Trinkwassereinsparungen lassen sich kostenlose von zumeist kostengünstigen Maßnahmen unterscheiden.
Kostenlose Maßnahmen ergeben sich allein durch den bewußten Umgang mit Trinkwasser. Dazu gehört beispielsweise das weniger weite Öffnen des Wasserhahns, sowie das Abdrehen des Wasserhahns beim Zähneputzen oder Händewaschen. Tropfende Wasserhähne sind eine weitere Quelle unnötiger Trinkwasserverschwendung.
Durch die Vermeidung von Waschgängen mit nur wenigen Wäscheteilen kann ebenfalls eine Verringerung des Wasserverbrauchs der Waschmaschine erzielt werden. Einen sehr großen Trinkwasserverbrauch haben die grünen Rasenflächen "englischer Gärten", wofür nicht wenige Gartenbesitzer im Sommer unnötig viel Trinkwasser verschwenden.
Die übrigen Maßnahmen zur Trinkwassereinsparung sind meist sehr kostengünstige Maßnahmen. Dazu zählen vor allem der Einbau spezieller Armaturen, bzw. durchflußvermindernde Aufsätze für Wasserhähne, Dichtungen für tropfende Wasserhähne, sowie Spartasten oder andere Maßnahmen, welche die Spülmenge bei Toiletten reduzieren. Als Maßnahmen zur Reduzierung der Spülmenge sei hier vor allem der "starre" Druckknopf am Toilettenspülkasten erwähnt. Dieser "starre" Druckknopf entsteht, wenn der Hebel im Toilettenkasten beispielsweise durch Draht zu einem starren Gestänge wird (diese Arbeit kann jeder handwerklich ein wenig begabte Mensch selbst ausführen). Der "starre" Druckknopf kann dann zum Unterbrechen der Spülung von Hand nach oben gezogen werden kann.
Nachdem in einem ersten Schritt alle generellen Einsparmaßnahmen durchgeführt wurden, kann in einem zweiten Schritt über eine weitere Reduzierung des Trinkwasserverbrauchs durch die teilweise Substitution von Trinkwasser durch Regenwasser nachgedacht werden.

Trinkwasserverbrauch und Einsparmöglichkeiten
Abbildung 1: Täglicher Trinkwasserverbrauch und Einsparmöglichkeiten

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Verwendung von Regenwasser im Haushalt

Die Verwendung von Regenwasser im Haus bedingt immer die Installation eines separaten Wasserleitungsnetzes im Gebäude, an das alle Verbraucher, die für die Nutzung von Regenwasser vorgesehen sind angeschlossen werden. Dabei sind auf jeden Fall alle rechtlichen (AVBWasserV und Trinkwasser-Verordnung), technischen (DIN1988 und DIN 1986) und auch örtliche (örtliche Satzungen, Genehmigung, ...) Vorschriften einzuhalten. Einen guten Überblick über die einzuhaltenden Vorschriften, technische Regeln und Normen gibt /König, 1996/.

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Toilettenspülung

Die Verwendung von Regenwasser zur Toilettenspülung ist völlig unbedenklich, da für die WC-Spülung selbst Wasser mit geringerer Qualität als Regenwasser ausreichend ist. Die Substitution von Trinkwasser durch Regenwasser ist in diesem Bereich besonders sinnvoll, da der Verbrauch für die WC-Spülung in der Regel unabhängig von der Jahreszeit ist, und somit ein sehr kontinuierlicher Verbraucher zur Verfügung steht, der für eine ständige Entnahme aus der Regenwasserzisterne sorgt.
Für den Wasserverbrauch von Toiletten liegen sehr unterschiedliche Ergebnisse vor. Eigene Untersuchungen zufolge liegt der Verbrauch für die Toilettenspülung in Haushalten zwischen 25 und 45 Liter pro Tag. Werktätige Personen benötigen an Werktagen weniger, als Personen die den ganzen Tag zu hause sind. Am Wochenende ist der Verbrauch der beiden Personengruppen gleich. Die eigens ermittelten Verbräuche liegen den mitgelieferten Toilettenverbrauchsprofilen zugrunde.
Nach der Literatur /Koenigs, 1995/ benötigen ältere Spülkästen etwa 9 Liter Wasser pro Spülung. Spülkästen mit Spartaste verbrauchen 6 bis 9 Liter pro Spülung (seit 1991 nur noch 6 Liter). Der Verbrauch bei Druckspülern lag vor 1985 bei 6 bis 14 Liter, nach 1985 bei 6 bis 9 Liter pro Spülung. Der Tagesverbrauch ergibt sich aus der Häufigkeit der Nutzung.

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Waschmaschine

Moderne Waschmaschinen verbrauchen zwischen 30 und 50 Liter pro Waschgang. Ältere sogar bis zu 70 Liter. Daher kann die Regenwassernutzung in Waschmaschinen erheblich zur Reduzierung des Trinkwasserbedarfs beitragen. Regenwassernutzung in Waschmaschinen hat neben der Trinkwassereinsparung den Vorteil, daß der Waschmaschine nur kalkfreies Wasser zugeführt wird, wodurch die Verkalkung der Heizstäbe verhindert und gleichzeitig der Bedarf an Waschmittel gesenkt wird.
Sehr oft werden Bedenken wegen einer angeblich höheren Keimbelastung von Regenwasser aufgeführt. Bei dunkler und kühler Lagerung des Regenwassers (in einer unterirdischen Zisterne) kann es zu keiner wesentlichen Keimbildung kommen. Vergleichende Studien /Holländer, 1993/ haben gezeigt, daß mit Regenwasser und mit Trinkwasser gewaschene Wäsche im Trockenzustand den gleichen Keimgehalt aufweist. Krankmachende Bakterien wurden bei diesen Studien nicht gefunden.

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Putzen

Regenwasser läßt sich im Haushalt auch zum Putzen von Stein- und Fliesenböden oder ähnlichem verwenden. Wird ein normaler Putzeimer mit 10 Liter gerechnet und für eine Reinigung zwei Eimer benötigt, so ergibt sich nochmals etwas über 1.000 Liter Trinkwasser pro Haushalt, die durch die Verwendung von Regenwasser eingespart werden können.

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Verwendung von Regenwasser in Gewerbe und Industrie

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Toilettenspülung

Auch in Gewerbebetrieben, Verwaltungsgebäuden, der Industrie und sogar in öffentlichen Toiletten kann Regenwasser für die Toilettenspülung eingesetzt werden. Beispiele dafür sind der Flughafen Frankfurt oder auch mehrere Verwaltungsgebäude in der Stadt Hamburg (/Koenigs, 1995/). Der Verbrauch von Urinalen und öffentlichen Toiletten ist jedoch ein anderer, wie der in der Toilettenspülung eines Wohnhauses. Beispielsweise weist der Verbrauch in Gewerbebetrieben deutliche Spitzen nach der Vesper und nach der Mittagszeit auf, während nachts und am Wochenende kein/kaum Wasser verbraucht wird. Ansonsten sind Toilettenspülungen auch in Gewerbe und Industrie diejenigen regelmäßigen Verbraucher über das Jahr, welche die Rentabilität einer Regenwassernutzungsanlage wesentlich erhöhen. /Koenigs, 1995/ führt in seinem Buch detaillierte Messungen über den Verbrauch von Toilettenspülungen und Urinalen auf.

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Wasserintensive Prozesse, Reinigungszwecke und Sonstiges

Regenwasser eignet sich hervorragend für alle wasserintensiven Prozesse in der verarbeitenden Industrie und Gewerbe, die keine Trinkwasseranforderung haben. Beispielsweise läßt sich Regenwasser in LKW-Waschanlagen oder auch zum Kühlen verwenden (s. König, 1996/).
Wie im Haushalt kann Regenwasser auch in der Industrie und im Gewerbe zu allen Arten von Reinigungszwecken benutzt werden, die ebenfalls keine Trinkwasseranforderung haben.
In einigen Kommunen werden Abgaben für versiegelte Flächen erhoben. Für Betriebe mit größeren versiegelten Fläche kann dies zu einem nicht unwesentlichen Kostenfaktor werden. Eine (teilweise) Befreiung von den Abgaben kann oftmals durch den Einbau von Regenwasseranlagen erzielt werden. Wird zudem noch die Einsparung durch den verringerten Trinkwasserbedarf mitgerechnet, so hat sich die Regenwasseranlage innerhalb kurzer Zeit amortisiert.

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Verwendung von Regenwasser im Garten und zur Bewässerung von Grünanlagen

Die Bewässerung von Garten- und Grünflächen ist schon heute die größte und am meisten akzeptierte Anwendung für die Regenwassernutzung. Häufig sind dazu in den Gärten Regentonnen aufgestellt, in denen Regenwasser von Dachflächen zu Gießzwecken gesammelt wird.
Bewässert wird ein Garten typischerweise an warmen, trockenen Tagen vom Frühjahr bis in den Herbst. Zum Gießen eines 100 m² großen Gartens werden jährlich etwa 10 bis 12 m³ Wasser benötigt. Durch die Verwendung von Regenwasser, das in zwei Regentonnen á 200 Liter gesammelt wird, können dabei jährlich zwischen 7 und 9 m³ Trinkwasser eingespart werden. In einer Trockenperiode können die Regentonnen innerhalb von zwei bis drei Tagen leer sein. Durch die Verwendung einer Regenwassernutzungsanlage mit einer größeren Zisterne ist auch im Sommer die Überbrückung einer bis zu zweiwöchigen Trockenperiode möglich.
Die durchschnittlichen spezifischen Bewässerungsmengen an einem warmen Sommertag sind abhängig von der Art der zu bewässernden Fläche. Grob kann unterschieden werden in Bewässerung von Grünanlagen, Bewässerung von Gemüsegarten und Bewässerung von Blumenbeeten. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die durchschnittlich benötigte Wassermenge zur Bewässerung von Garten und Grünflächen.

Bewässerte Fläche Durchschnittliche Bewässerungsmenge an einem warmen Sommertag (ohne Vortagesregen)
Grünfläche (Rasen) 0,5 - 1,0 Liter / (m², Gießtag)
Gemüsegarten 1,0 - 2,0 Liter / (m², Gießtag)
Blumenbeet 1,0 - 2,0 Liter / (m², Gießtag)
Tabelle 1: Wassermenge für die Bewässerung von Garten- und Grünflächen

Bei der Grünflächenbewässerung soll vor allem auch die Bewässerung von Sportanlagen mit Rasenflächen oder die Bewässerung von Tennisplätzen erwähnt werden. Für deren hohen Wasserverbrauch eignet sich Regenwasser bestens. Umfangreiche Beispiele hierfür finden sich in /König, 1996/. Die Trinkwassereinsparung der in /König, 1996/ aufgeführten Beispiele liegen bei bis zu 200 m³ pro Jahr.

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Möglichkeiten der Regenwassernutzung nach Sektoren

Eine Übersicht über einige Möglichkeiten der Regenwassernutzung nach den verschiedenen Sektoren: Haushalt, Kleinverbraucher (Gewerbebetriebe, öffentliche Gebäude, ...) und Industrie, sowie der Art der Verbraucher (regelmäßige oder zufällige Verbraucher) gibt die nachfolgende Tabelle.

nix Regelmäßige Verbraucher Zufällige Verbraucher Sonstiges
Werktag Wochenende Werktag Wochenende
Haushalt
Toilette
Waschmaschine
Gartenbewässerung
Gießen (im Gebäude)
Putzen

x





x






x

x
x









x


Kleinverbraucher
Toilette
Grünflächenbewässerung
Putzen / Reinigen
Gießen (im Gebäude)

x

x










x







x


Industrie
Toilette
Waschanlagen (Bsp. LKW)
Grünflächenbewässerung
Putzen / Reinigen
Kühlwasser
Betonherstellung

x


x
x
x









x














x



Tabelle 2: Möglichkeiten der Regenwassernutzung nach Sektoren und Art der Verbraucher




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Beschreibung einer Regenwasseranlage

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Regenauffangfläche (Dach)

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Die Auffangfläche

Die Regenauffangfläche ist diejenige Fläche, auf welcher die Niederschläge gesammelt und dann über Filter dem Regenwasserspeicher zugeführt werden. In den meisten Fällen handelt es sich bei der Regenauffangfläche um das Dach eines Gebäudes. Dieses liefert das qualitativ beste Regenwasser. Jede andere versiegelte Fläche, wie beispielsweise ein geteerter Hof, kann nach der obigen Definition ebenfalls eine Regenauffangfläche sein, wenn der dort niedergehende Niederschlag zur Weiterverwendung in einer Zisterne gesammelt wird.
Typische Regenauffangflächen sind Schrägdächer mit Beton-Dachsteinen oder Ziegeln, sowie Flachdächer mit Kiesschüttung.

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Qualität des Regenwassers

Nach einer längeren Trockenperiode sammeln sich auf den Auffangflächen Staub und Pollen, sowie andere gröbere Schmutzpartikel, welche bei einsetzendem Regen von der Auffangfläche gespült werden und in den Filter gelangen. Staub und Pollen werden von den üblichen Regenwasserfiltern nicht zurückgehalten. Sie gelangen mit dem Regenwasser in den Regenwasserspeicher. Bei genügend geringen Strömungsgeschwindgkeiten findet im Regenwasserspeicher eine physikalische, chemische und biologische Selbstreinigung des Regenwassers statt. Erwähnt sei hier vor allem der Prozeß der Sedimentation ("Absetzen von Sink- und Schwebstoffen in ruhendem Wasservolumen am Zisternenboden" /König, 1995/, siehe auch Selbstreinigung der Zisterne durch Sedimentation).
Sofern keine starke Verschmutzung der angeschlossenen Regenauffangflächen vorliegt, kann auch die zu Beginn eines Niederschlags anfallende Regenmenge ohne Probleme dem Regenwasserspeicher zugeführt werden.
Das von einem Dach aufgefangene Regenwasser ist von seiner Qualität her in der Regel im Haushalt unbedenklich. Es ist fast immer für die Bewässerung von Garten und Grünflächen geeignet. Ebenso eignet es sich hervorragend für die Toilettenspülung, für Waschmaschinen und zum Putzen.
Problematisch sind begrünte, sowie ältere geteerte oder bituminierte Dächer. Während der warmen Jahreszeit kann es auf den beiden zuletzt genannten Auffangflächen zur Auslösung von Farb- und Geruchsstoffen kommen, welche zu einer bräunlichen Färbung des Wassers und Geruchsbildung führen. Der Abfluß von begrünten Dächern kann eine unerwünscht hohe Konzentration an Nährstoffen enthalten, was zu einer Keimvermehrung in der Zisterne führen kann.

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Minderung des Regenertrages

Die Dachabflußmenge ist geringer als der Regenertrag der Regenauffangfläche. Gründe für einen verminderten Regenertrag sind: Benetzungsverluste der Oberfläche, Muldenverluste (d.h. die Regenmenge, die benötigt wird um Vertiefungen in der Oberfläche zu füllen), sowie die Verdunstung. Berücksichtigt wird die verminderte Abflußmenge in dem Verhältnis von Abflußmenge zu Regenertrag. Dieser Quotient wird als Abflußbeiwert der Regenauffangfläche bezeichnet.
Abflußbeiwerte werden üblicherweise als mittlere jährliche Abflußbeiwerte angegeben. Sie sind sehr stark von der Oberflächenbeschaffenheit der Auffangfläche abhängig. Dabei variieren sie zwischen 0,1 bei bestimmten begrünten Flachdächern bis zu 0,8 bei gepflasterten Flächen. Ziegelschrägdächer liegen bei einem jährlichen Abflußbeiwert von ungefähr 0,75, d.h. diese Dächer halten somit ca. 25% des Niederschlages zurück.
/Schmidt, 1986/ hat ausführliche Messungen von Abflußbeiwerten gemacht und stellt für einige ausgewählte Auffangflächen mit bestimmten Neigungen Formeln zur Verfügung, mit denen der tägliche Abflußbeiwert bestimmt werden kann.

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Regenwasserfilter

Regenwasserfilter dienen zur Grob- bis Feinfiltration der auf der Regenauffangfläche gesammelten Wassermenge. Sie verhindern das Eindringen von großen Schmutzpartikel, wie beispielsweise Laub in den Regenwasserspeicher.
Man unterscheidet zwischen zentralen und dezentralen Filtern. Dezentrale Filter werden direkt in die Regenfallrohre eingebaut, d.h. für jedes an den Regenwasserspeicher angeschlossene Regenfallrohr ist ein separater Filter vorzusehen. Zentrale Filter hingegen werden kurz vor dem Zulauf in den Regenwasserspeicher eingebaut. Sie filtern das gesamte Regenwasser aus allen angeschlossenen Regenfallrohren.
Fast allen Regenwasserfiltern gemeinsam ist eine Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Dachabflußmenge (= Filterzuflußmenge). Der Wirkungsgrad eines Regenwasserfilters ist das Verhältnis von Filterabfluß- zu Filterzuflußmenge. Bei vielen Filtern ist für zunehmende Zuflußmenge eine Abnahme des Wirkungsgrades zu beobachten (s. Abbildung 2). Der Wirkungsgrad eines Filters wird, wie in Abbildung 2 dargestellt, durch ein Wirkungsgradprofil beschrieben, das meist bei den Filterherstellern erhältlich ist. Oftmals werden von den Anbietern von Regenwasserfiltern jedoch nur Angaben über den mittleren Wirkungsgrad, bzw. den Wirkungsgradbereich eines Filters gemacht (s. Tabelle 3).

Filterwirkungsgrade
Abbildung 2: Filterwirkungsgrade (nach /WILO, 1995/)

Eine Übersicht über die gängigen am Markt verfügbaren Regenwasserfilter und ihre mittleren Wirkungsgrade bzw. Wirkungsgradbereiche gibt die nachfolgende Tabelle.

nix Filtertyp / -name Wirkungsgradbereich
Dezentrale Filter Filtersammler (WAGNER) 90 - 95 %
Filtersammler (WISI) 60 - 100 %
"Regendieb" (GRAF) 80 - 95 %
Zentrale Filter Duofilter (ELWA) ca. 100 %
Kompaktfilter 80 - 99 %
Wirbelfilter (WISI) 90 - 100 %
Filterplatte für Betonzisternen (MALL BETON) ca. 100 %
Filterschacht (MALL BETON) ca. 100 %
Tabelle 3: Übersicht - Filter und Filterwirkungsgrade


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Regenwasserspeicher (Zisterne)

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Regenwasserspeicher

Der Regenwasserspeicher bzw. die Zisterne ist das zentrale Element einer Regenwassernutzungsanlage. Die Zisterne dient zur Bevorratung des gesammelten Regenwassers. Regenwasserspeicher gibt es zumeist als erdbedeckte Außenspeicher, oder als Innenspeicher. Da gesammeltes Regenwasser aus Gründen der Hygiene dunkel und kühl gelagert werden muß, ist als Aufstellungsort für einen Innenspeicher der Keller eines Gebäudes zu wählen. Bei erdbedeckten Außenspeicher ergibt sich diese Anforderung von alleine.
Erdbedeckte Außenspeicher gibt es als Kunststoff- (PE, GFK), Metall- (Stahl) und Betonspeicher. Da zur Aufstellung eines erdbedeckten Regenwasserspeichers Erdaushubarbeiten notwendig sind, ist der Einbau eines solchen Speichers immer dann besonders empfehlenswert, wenn sowieso Aushubarbeiten, wie beispielsweise bei einem Neubau, anstehen. Nachfolgend eine kurze Beschreibung der verschiedenen erdbedeckten Außenspeicher:
Erdbedeckte Kunststoffspeicher: Speicher aus PE sind in der Regel nicht befahrbar. Verfügbare Speichergrößen sind 1 bis maximal 12 m³. Die Kosten für einen Kunststoffspeicher liegen zwischen 600 und 900 DM/m³.
Erdbedeckte Stahlspeicher: Stahlspeicher sind statisch belastbarer als Kunststoffspeicher und daher auch befahrbar erhältlich. Geliefert werden Stahlspeicher bis zu einem Volumen von 100m³. Wichtig ist, daß Stahlspeicher einen zusätzlichen Korrosionsschutz benötigen. Die Kosten für einen Stahlspeicher liegen zwischen 450 und 750 DM/m³.
Erdbedeckte Betonspeicher: Ebenso wie Stahlspeicher sind auch Betonspeicher befahrbar erhältlich. Betonspeicher werden zumeist vor Ort aus Fertigteilelementen zusammengesetzt. Spezielle Fertigelemente ermöglichen nahezu beliebig große Betonspeicher. Die Kosten für einen Betonspeicher liegen zwischen 300 und 650 DM/m³.
Innenspeicher aus Kunststoff werden, wie oben genannt, zumeist in Kellerräumen aufgestellt. Anwendung finden Kunststoffspeicher des öfteren beim nachträglichen Einbau einer Regenwassernutzungsanlage oder als Zwischenspeicher. Die Kosten für einen Kunststoffspeicher zur Kelleraufstellung liegen zwischen 600 und 1.100 DM/m³. Verfügbar sind Speicher mit einem Volumen von 0,75 bis 2 m³. Größere Speichervolumen lassen sich durch Zusammenschalten von mehreren Speichern erzielen.
Eine Aufstellung des Regenwasserspeichers im Dachraum ist aus statischen Gründen zumeist problematisch. Außerdem ist ein Dachraum im Sommer normalerweise nicht unbedingt kühl. Obwohl bei Regenwasserspeichern im Dachraum der Speicher über den Verbrauchern liegt, kann bei bestimmten Verbrauchern (Waschmaschine) aufgrund des zu geringen Leitungsdrucks nicht auf eine Pumpe verzichtet werden (1 bar = 10,2 m Wassersäule).

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Selbstreinigung der Zisterne durch Sedimentation

Als Sedimentation wird ein Vorgang im Speicher bezeichnet, bei dem Schweb- und Sinkstoffe zum Boden der Zisterne sinken und sich dort als Sediment ansammeln. Dieser Prozeß trägt zur natürlichen Selbstreinigung des in der Zisterne gesammelten Regenwassers bei.
Am Boden der Zisterne sammelt sich im Laufe der Zeit eine Sedimentationsschicht an, die eine vollständige Entnahme des Regenwassers aus der Zisterne verhindert. Die Entnahme erfolgt daher meist nur bis zu einem minimalen Füllstand der Zisterne. Wird dieser minimale Füllstand in der Zisterne unterschritten muß Trinkwasser in das Regenwassernetz nachgespeist werden.

Sedimentation
Abbildung 3: Sedimentation als selbsttätiger Reinigungsvorgang (nach /König, 1995/)


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Speicherüberlauf

Ist die Zisterne beinahe voll und weist somit ein geringes Aufnahme- und damit auch Regenrückhaltevolumen auf, oder gibt es einen lang anhaltenden starken Niederschlag so kann die Zisterne überlaufen. Aus diesem Grund ist jede Zisterne mit einem Überlauf versehen, der entweder an die Kanalisation oder an einen Versickerungsschacht angeschlossen ist. Aus Gründen der Verringerung von Abflußspitzen bei starken Niederschlägen und der Rückführung des Wassers in den natürlichen Wasserkreislauf ist die Versickerung vorzuziehen.
Bei der Versickerung von überlaufendem Regenwasser kann unterschieden werden in: Flächenversickerung, Muldenversickerung, Rigolenversickerung, Rohrversickerung und Schachtversickerung. Entscheidend für die Versickerung ist die Beschaffenheit des Bodens, sowie der örtliche Grundwasserspiegel.
Am besten geeignet sind sandige Böden. Sie weisen eine hohe Wasserdurchlässigkeit auf. Sehr schlecht geeignet sind tonhaltige Böden. Der Einsatz der verschiedenen Versickerungsarten ist außerdem maßgeblich vom mittleren Grundwasserstand unter dem Gelände abhängig. Je nach Versickerungsart muß dieser zwischen 1,0 und 2,2 m liegen (s. /König, 1996/).
Ist keine Versickerung möglich, so muß das überlaufende Regenwasser in die Kanalisation eingeleitet werden. In rund 80% der Fälle in Deutschland entspricht dies einer Einleitung in die Mischkanalistation. In den restlichen 20% gibt es eine getrennte Kanalisation für Regenwasser und Abwasser.
Beim Überlauf in die Kanalisation ist zu beachten, daß wenn der Überlauf unterhalb des Straßenkanaldeckels liegt, die Gefahr einer Verschmutzung durch rückstauendes Abwasser aus der Kanalisation bestehen kann. In einem solchen Fall empfiehlt sich der Einbau eines Rückstauverschlusses oder eine Hebeanlage, was allerdings mit erhöhten Anlagenkosten verbunden ist.
Beim Kanalisationsanschluß empfiehlt sich zum Schutz vor der Einwanderung von Ratten der Einbau von PE-Ablaufrohren mit einem speziellen Edelstahl-Einsatz. Achtung: Die Verwendung von einfachen Gittern kann zur Verstopfung des Überlaufs führen!
Beim Anschluß an die Kanalisation sollte ein Siphon als Geruchsverschluß gegenüber Kanalisation eingebaut werden.

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Hausstation (Pumpe und Trinkwassernachspeisung)

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Pumpe

Jede Regenwasseranlage benötigt eine Pumpe zum Fördern des Wassers aus der Zisterne. Einfache Anlagen, die nur zur Gartenbewässerung benutzt werden kommen mit einer handbetriebenen Pumpe aus. Regenwasseranlagen, die auch zur Substitution von Trinkwasser im Gebäude genutzt werden brauchen eine elektrische Pumpe.
Bei den Elektropumpen kann grundsätzlich in Saug- und Druckpumpen unterschieden werden. Druckpumpen befinden sich am Boden der Zisterne und "drücken" das benötigte Regenwasser nach oben (Tauchpumpe). Saugpumpen hingegen befinden sich außerhalb der Zisterne und saugen das Regenwasser an. Aus energetischer Sicht sind Druckpumpen effektiver als Saugpumpen, jedoch sind die Invstitionskosten einer Druckpumpe höher. Daher finden sich in Regenwasseranlagen im Einfamilienhaus-Bereich sehr viele Saugpumpen. Diese sind in diesem Bereich sehr häufig in der Hausstation / Hauswasserwerk integriert. In der Industrie und bei Kleinverbrauchern (Gewerbe, öffentliche Gebäude) sind hingegen Druckpumpen verbreitet.

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Trinkwassernachspeisung

Im Falle einer längeren Trockenperiode oder aufgrund eines zeitweilig erhöhten Regenwasserverbrauchs kann in der Zisterne der minimale Füllstand unterschritten werden, d.h. die Zisterne ist leer. Tritt dieser Fall ein, so kann aus der Zisterne kein Regenwasser mehr entnommen werden und es muß eine Nachspeisung mit Trinkwasser erfolgen.
Für die Nachspeisung von Trinkwasser in die Regenwassernutzungsanlage gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Die erste ist die Nachspeisung einer bestimmten Menge von Trinkwasser in die Zisterne. Von dieser Möglichkeit ist man heute aber weitgehend abgekommen, da bei einem eventuellen Regenschauer nach der erfolgten Nachspeisung unnötig viel Trinkwasser nachgespeist wurde. Außerdem muß eine zusätzliche Trinkwasserleitung an die Zisterne geführt werden.. Die zweite Möglichkeit ist die Einspeisung von Trinkwasser in der Hausstation. Dabei wird das Trinkwasser nach Bedarf über einen freien Auslauf in das Regenwassernetz eingespeist. Diese Art der Trinkwassernachspeisung ist eine bedarfsgerechte Nachspeisung von Trinkwasser, da immer nur soviel nachgespeist wird, wie auch tatsächlich benötigt wird.
Bei größeren Regenwassernutzungsanlagen werden häufig Zwischenspeicher verwendet, in welche die Nachspeisung erfolgt.
Eine Einspeisung von Regenwasser in das Trinkwassernetz muß unbedingt vermieden werden. Daher ist bei allen Arten von Nachspeisung unter allen Umständen darauf zu achten, daß keine direkte Verbindung zwischen dem Trinkwasser- und dem Regenwassernetz hergestellt wird! Im Falle einer Nachspeisung in den Speicher muß daher der Einlauf für die Trinkwasserspeisung oberhalb des Speicherüberlaufes liegen. Bei der Nachspeisung in der Hausstation muß die Nachspeisung nach DIN 1988 als ein freier Auslauf gestaltet sein.

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Stromverbrauch

Der hauptsächliche Stromverbraucher einer Regenwassernutzungsanlage ist/sind die Pumpe(n). Ein bißchen Strom braucht auch das Magnetventil in der Hausstation über das die Nachspeisung gesteuert wird.
Betrachtet man die Wirtschaftlichkeit einer Regenwassernutzungsanlage, so dürfen die Stromkosten für die Pumpe(n) nicht außer acht gelassen werden. Bei der Auswahl der Pumpe(n) ist darauf zu achten, daß die Pumpe(n) nicht zu groß dimensioniert ist/sind, da dies zu einem erhöhten Strombedarf führt.

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Regenwassernetz und Entnahmestellen

Das Leitungsnetz innerhalb eines Gebäudes, in welchem das Regenwasser von der Pumpe zu den Entnahmestellen transportiert wird, wird in der Regel aus Edelstahl- oder Kunststoffrohren gefertigt. Im Prinzip sind alle Materialien geeignet, die auch zum Bau von hausinternen Trinkwassernetzen Verwendung finden. Um jedoch Verwechslungen zwischen dem Trinkwasser- und dem Regenwassernetz auszuschließen, sollten die beiden Verteilungsnetze aus unterschiedlichen Materialen bestehen.
Da Regenwasser nach DIN 1988 unverständlicherweise in die "Gefahrenklasse 5" eingruppiert wurde, darf es auf gar keinen Fall eine direkte Verbindung zwischen dem Regenwasser- und Trinkwassernetz geben. Besonders zu beachten ist diese Vorschrift bei der Gestaltung der Nachspeisung (s. Trinkwassernachspeisung).
Alle Entnahmestellen müssen nach DIN 4844 Teil 1 mit einem Schild: "Kein Trinkwasser" gekennzeichnet werden. Frei zugängliche Entnahmestellen sollten zudem mit einem abnehmbaren Steckschlüssel gesichert sein. Alternativ können auch abschließbare, mit einem Sicherheitsschloß versehene Entnahmeventile verwendet werden.




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Literatur

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/Holländer, 1993/
Holländer, R. et al.: Hygienische Aspekte bei der Wäsche mit Regenwasser, Forum Städte-Hygiene Nr. 44, Seite 252-256, 1993.

/König, 1996/
König, Klaus W.: Regenwasser in der Architektur. Ökobuch Verlag, Stufen bei Freiburg, 1996.

/König, 1995/
König, Klaus W.: Regenwassernutzung von A – Z: ein Anwenderbuch für den Planer, den Handwerker und den Bauherren. Mallbeton GmbH (Hrsg), Donaueschingen-Pfohren, 1995.

/Koenigs 1995/
Koenigs, Tom (Hrsg), et al.: Minus 50% Wasser möglich!: Einsparpotentiale beim Was-serverbrauch in Dienstleistungszentren und Bürogebäuden - Fallstudien aus der Praxis. Eberhard Blottner Verlag, Taunstein, 1995.

/Schmidt, 1986/
Schmidt, Hennich: Untersuchungen zur Regenwassernutzung in Wohnbauten, Dissertation, Fachbereich Architektur der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina, Braunschweig, 1986.

/WILO, 1995/
Anwenderhandbuch Regenwassernutzung, WILO GmbH, Dortmund-Hörde, 1995.




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Auszug aus dem Benutzerhandbuch des Simulationsprogrammes RainWater
CopyRight by S&L TerraSoft GmbH
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Zuletzt geändert am 27. März 2000