Mit Regen- und Abwassernutzung Betriebskosten sparen

Leipziger Verkehrsbetriebe

Wasser und Abwasser
Green Engeneering: Umwelt, Energie, Mensch
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Regenwassernutzung ist nicht vorgeschrieben, Kreislaufführung von Waschwasser bei gewerblich betriebenen Fahrzeugwaschanlagen schon. Wer bei Umbau und Erweiterung beides kombiniert, spart vierfach: die Gebühr für Regenwasserableitung, die Betriebskosten für Entsalzung des Kreislaufbetriebes, die Gebühr für Trinkwasser zum regelmäßigen Ausgleich fehlender Menge und die Lohnkosten für das Polieren der Fahrzeugscheiben nach der Klarwäsche. Dass eine zeitgemäße Regenwasserbewirtschaftung darüber hinaus noch Maßnahmen der Versickerung, Verdunstung und der gedrosselten Ableitung mit vorgeschalteter Reinigung haben sollte, zeigt das erst vor wenigen Jahren realisierte vorbildliche Konzept zweier Betriebshöfe.

Schon heute technische Regeln zur Zukunft der örtlichen Wasserbilanz erfüllt

Die Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) sichern täglich die Mobilität der Menschen in der Stadt selbst sowie der Region. Um einen optimal funktionierenden Nahverkehr sicherzustellen, investieren die Verkehrsbetriebe als Mobilitätsdienstleister nicht nur kontinuierlich in das Liniennetz und die Fahrzeugflotte, sondern auch in die Betriebshöfe und Werkstätten, in denen die Wartung und Instandsetzung des Fuhrparks durchgeführt wird. Die Straßenbahn wird weiterhin der Hauptverkehrsträger im innerstädtischen ÖPNV Leipzigs sein. Somit ist es eine Aufgabe von steigender Bedeutung, die Fahrzeuge betriebsbereit zu erhalten. Unter diesem Aspekt wurde das Gesamtkonzept des Technischen Zentrums (TZ) Heiterblick entwickelt. Zusammen mit den Betriebshöfen Angerbrücke und Dölitz bildet es ein funktionelles Dreieck, das den Anforderungen an moderne und leistungsfähige Straßenbahn-Betriebshöfe entspricht. Technische Regeln der Zukunft zur örtlichen Wasserbilanz werden dort sinngemäß schon heute erfüllt – mehr geht nicht!
 

1. Technisches Zentrum Heiterblick

Insgesamt arbeiten im TZ 580 Mitarbeiter, davon max. 300 gleichzeitig. Das vom 165.000 m² großen Gelände und den Dächern abfließende Regenwasser wird in einem Stauraumkanal mit 3 m Durchmesser und 2.700 m³ Fassungsvermögen gesammelt und steht der Sprinkleranlage in der 2014 erstellten Hauptwerkstatt zur Verfügung. Auch die Bewässerung der Außenanlagen erfolgt mit dem so gespeicherten Niederschlag. Sind diese Vorräte aufgebraucht, dürfen drei Grundwasserbrunnen genutzt werden. Der Stauraumkanal stellt, wie die Dachbegrünung, eine verzögerte Ableitung des Regenwassers dar und entwässert mit max. 10 l/s in den Regenkanal der Kommunalen Wasserwerke Leipzig. Um Leichtflüssigkeiten wie Öl und Benzin zurückzuhalten, ist ein Absetzbecken mit Sedimentationsraum und Tauchwand vorgeschaltet.
 

Dachbegrünung verdunstet Regenwasser

Ein Gründach bringt Vorteile für den natürlichen Wasserkreislauf sowie das Mikroklima im Umkreis des Gebäudes. Das liegt an der Luftbefeuchtung und Verdunstungskühlung durch die Pflanzen, die das Regenwasser in gasförmigem Zustand zurück in die Luft geben – ebenso an der Staubbindung sowie der Umwandlung von Kohlendioxid in Sauerstoff. Und es bringt dem Betreiber messbare Vorteile. So treten z. B. keine größeren Temperaturschwankungen in der Konstruktion auf, was die Nutzungsdauer der Immobilie und deren finanziellen Wert erhöht. Auch ist der Wohlfühleffekt in den Räumen darunter an sehr heißen Tagen besonders groß, solange die Begrünung nicht ausgetrocknet ist. Um dies ohne Bewässerung zu erreichen, versuchen die Hersteller der Gründachsysteme die Verfügbarkeit des Regenwassers für den Bewuchs zu verbessern.

Dachbegrünung nach heutiger Bauart besteht aus mehreren Schichten, mit einer Aufbauhöhe ab 8 cm und mit Verdunstungsraten im Jahresmittel von 30% bis über 90% der auftreffenden Regenmenge. „Wir können durch entsprechende Speicherlagen den Rückhalt des Regenwassers im System erhöhen", erklärt Dr. Gunter Mann, Präsident des Bundesverbandes GebäudeGrün e.V. BuGG.
Eines der Ergebnisse ist das Retentionsdach Typ Mäanderdach 60, wie es auf der neuen Hauptwerkstatt des Technischen Zentrums Heiterblick der Leipziger Verkehrsbetriebe vom Garten- und Landschaftsbaubetrieb Güther im Jahr 2013 eingebaut wurde. Inhaber Jürgen Güther nennt als Voraussetzung ein Flachdach mit 0-5° Neigung und ergänzt: „Bei 12 cm Bauhöhe erreicht die Begrünung eine Verringerung des Spitzenabflusses bis zu 83 %, entsprechend einer Abflusskennzahl C=0,17“. Mit nur zwei Wartungsintervallen pro Jahr ist der Aufwand für die Pflege der extensiven Vegetation, bestehend aus einer Mischung von Kräutern, Gräsern und Sedum, überschaubar.
 

Projektdaten Regenwasser, Hauptwerkstatt TZ Heiterblick

  • verdunstet über extensive Dachbegrünung
  • nutzt Vorrat im Stauraumkanal für Brandschutz/Sprinkleranlage
  • leitet den Überlauf verzögert in den öffentlichen Regenkanal ein

Bauherr: Leipziger Verkehrsbetriebe GmbH
Adresse: Teslastraße 2, 04347 Leipzig
Entwurfsplanung Entwässerung: Landschulte + Kloppe Ing.ges., Düsseldorf
Fertigstellung: 2014
Gründach: 6.720 m² Retentionsdach Typ Mäanderdach 60 der Optigrün international, Krauchenwies
Verarbeiter: Jürgen Güther Landschafts- und Dachbegrünung, Gerichshain
 

2. Straßenbahnbetriebshof in Dölitz

Der 2016 vollständig modernisierte und funktional erweiterte Betriebshof leistet einen entscheidenden Beitrag zum öffentlichen Personennahverkehr in Leipzig im technischen und logistischen Zusammenspiel mit dem Betriebshof Angerbrücke und dem Technischen Zentrum Heiterblick. Die Projektplanung für den Um- und Neubau des jetzigen Straßenbahnhofs Dölitz inklusive der dortigen Haltestellen lief seit 2010. Die Baumaßnahmen begannen im ersten Quartal 2014, die Eröffnung fand Mitte 2016 statt. Auf dem Gelände entstand unter anderem eine erneuerte Infrastruktur mit optimalem Gleisbild und Bahnstromversorgung, eine Frei-Abstellanlage für max. 31 Züge – das entspricht 75 Straßenbahn-Fahrzeugeinheiten zu je 15 m Länge – mit Umlauftechnologie, sowie eine multifunktionale Betriebswerkstatt mit 3 Arbeitsständen und einer Waschanlage. Hier wird ein Teil des Regenwassers genutzt.

Waschanlage nutzt Regenwasser und recycelt Abwasser

Zur Waschwasseraufbereitung dient eine bauaufsichtlich zugelassene Kreislaufbehandlungsanlage. Sie besteht aus mehreren unterirdisch eingebauten Behältern. Im ersten erfolgt die Vorbehandlung durch Schlammfang und Vorabscheider. Dabei werden sowohl absinkende wie auch aufschwimmende Stoffe zur weitgehenden Entlastung und Schonung der nachfolgenden Anlagentechnik zurückgehalten. Im zweiten Becken erfolgt die mechanisch-biologische Aufbereitung, im dritten lagert das so gereinigte Wasser, bis es im oberirdischen Vorlagebehälter benötigt wird. In bestimmten Zeitabständen, abhängig von der Außentemperatur, wird dieses bereitstehende Betriebswasser umgewälzt, um einer Geruchsbildung vorzubeugen.

Aus der Zisterne wird Regenwasser ebenfalls in einen oberirdischen Vorlagebehälter gepumpt, kann dort jedoch ohne Belüftungsmaßnahmen bevorratet werden, da es keine nennenswerten organischen Bestandteile hat. Somit können Betriebs- und Regenwasser beliebig für einzelne Waschschritte eingesetzt werden. Die Beschaffenheit des (von Natur aus) weichen Regenwassers ist ideal, denn es hinterlässt keine Kalkschleier auf Lack und Scheiben. Und es reduziert vor allem im Winter die Leitfähigkeit des Betriebswassers, d. h. es gleicht die durch mehrfache Aufbereitung allmählich ansteigende Salzkonzentration des recycelten Waschwassers aus. Trinkwasser, insbesondere aus Grund- und Quellwasser, das mit Gestein in Berührung kommt und Mineralstoffe auslöst, hat seinerseits eine hohe Leitfähigkeit und hinterlässt Rückstände auf den Fahrzeugen. Es eignet sich daher zur Auffrischung des Waschwassers weniger gut als Regenwasser. Auch die Trinkwassergebühren sprechen dagegen.
 

Regenspeicher hält gereinigten Vorrat bereit

Die Planer von der Arbeitsgemeinschaft Staupendahl & Partner + VCDB VerkehrsConsult Dresden-Berlin GmbH haben errechnet, dass von 6.135 m² Dachflächen bei 600 mm Niederschlag und Ertragsbeiwerten von teilweise 0,5 und teilweise 0,8 pro Jahr ca. 2.400 m³ Regenertrag anfällt. Dem gegenüber steht ein einmaliger Löschwasserbedarf von 100 m³ sowie ein jährlicher Betriebswasserbedarf von 2.500 m³, im Einzelnen für

  • Klarspülmenge Waschanlage (ca. 3,5 m³ pro Tag): 1.300 m³
  • Bewässerung von 5.000 m² Grünflächen (80 l/m²): 400 m³
  • Befüllen von 3 Gleispflegefahrzeugen (15,2 m³/Woche): 800 m³

Gemäß DIN 1989-1 wurde die wirtschaftliche Regenspeichergröße ermittelt als Produkt aus dem kleineren Wert von jährlichem Regenertrag/Regenbedarf, multipliziert mit dem Faktor 0,06. Das ergibt aufgerundet 150 m³, was bei durchschnittlicher Wasserverwendung für ca. 3 Wochen reicht (52 Wochen x 0,06 = 3 Wochen). Zuzüglich 100 m³ Löschwasser im Dauerstau beträgt das eingebaute Behältervolumen 250 m³. Es liegt im Außengelände, nahe an der Waschanlage, um Leitungslängen und Saugrohrverluste zu minimieren. Bei leerem Speicher wird aus einem neu gebohrten Brunnen nachgespeist. Bei vollem Speicher findet ein Überlauf in das nachgeschaltete Regenüberlaufbecken statt. Zusätzlich wurde von den Planern der ARGE Staupendahl & Partner + VCDB der Nachweis der schadlosen Überflutung gemäß DIN 1986-100 mit dem 30-jährigen Regen für das gesamte Areal des Betriebshofes geführt.
 

Solar-Gründach, Versickerungsfläche, Regenrückhaltebecken kombiniert

Das Solar-Gründach der neu erstellten Betriebswerkstatt (Bauteil E) ist eine durch Auflast gehaltene Aufständerung, die ca. 15 Liter Niederschlagswasser pro Quadratmeter speichern kann. Das bringt mehrere Vorteile:

  • Die Dachbegrünung mindert Abflussspitzen und entlastet die Kanalisation.
  • Durch Verdunstungs- und Kühlungsvorgänge verbessert die Dachbegrünung die Leistung der Photovoltaikanlage und trägt damit zur schnellen Rentabilität des Objektes bei.
  • Die Dachbegrünung bildet die Auflast der Solar-Aufständerung, so dass Dachdurchdringungen vermieden werden.
  • Solar-Gründächer tragen zur Verbesserung der Energiebilanz von Gebäuden bei (Hitzeabschirmung und Wärmedämmung), sie reduzieren Energieverbräuche und CO2-Emissionen, sie mindern Lärm und binden Staub und Schadstoffe.
  • Die Begrünung schützt zudem die Dachabdichtung, so dass eine Nutzungsdauer von 20-25 Jahren ohne zwischenzeitliche Reparatur- bzw. Sanierungsarbeiten erreicht werden kann.

Die Versickerungsfläche nimmt den Oberflächenabfluss der umliegenden Verkehrsflächen auf und reinigt diesen gemäß DWA-M 153 durch eine mindestens 10 cm starke belebte Bodenzone. Zum Grundwasser ist der Mindestabstand von 1,00 m ab Unterkante Versickerungsanlage gegeben. Zur Bemessung wurde das 5-jährige Regenereignis herangezogen. Die Muldensohlfläche von 670 m² liegt mindestens 50 cm unterhalb der Verkehrsflächen. Die Einstauhöhe beträgt 30 cm, reguliert durch die Lage des Notüberlaufs in das Regenrückhaltebecken. So wird ein Rückstau in die Verkehrsflächen vermieden. Zur Bepflanzung im Zentrum der Sickermulde wurden Schilfpflanzen gewählt, die eine jährliche Verdunstungsleistung von 1.500 l/m² bewirken.
 

Sedimentationsbehälter reinigt Oberflächenabflüsse

Das Regenrückhaltebecken zur gedrosselten Ableitung nimmt Überläufe der Versickerungsmulde und des Regenspeichers auf. Diese sind wenig belastet. Ebenfalls angeschlossene Gleis- und Verkehrsflächen müssen aufgrund ihrer Schmutzbelastung zunächst in eine Sedimentationsanlage entwässert werden, die dem Regenrückhaltebecken vorgeschaltet ist. Ihre Wirkung ist durch eingebaute Lamellenpakete optimiert, was eine kompakte Behälterform ermöglicht und zur Bezeichnung „Lamellenklärer“ führt.
Funktionsweise der hier verwendeten Oberflächenwasser-Reinigung: Sedimentation ist die einfachste und wirtschaftlichste Methode der Regenwasserbehandlung. Ein Prallblech versetzt den Zulauf und das im Behälter stehende Wasser in Rotation. Die Wasserströmung wird durch das eingebaute Zentralrohr nach unten gelenkt, wobei sich Schwebstoffe zum Behälterboden hin absondern (Sedimentation). Falls weniger Raum zur Verfügung steht, als berechnet, kann die wirksame Oberfläche des Beckens vervielfacht werden mit Hilfe so genannter Lamellenpakete. Das sind zusätzlich eingebaute, parallel angeordnete, profilierte Platten. Sie verbessern die Absetzwirkung, insbesondere für kleine Partikel. Sowohl Lamellenklärer als auch Sedimentationsanlagen erfüllen die aktuellen Richtlinien der Oberflächenwasserbehandlung, wie zum Beispiel DWA-M 153. Im Fall einer Havarie, die ein geplatzter Kraftstofftank oder eine defekte Ölwanne eines PKW oder LKW im Betriebshof verursachen könnte, wird der Abfluss von Leichtstoffen oder mineralischen Kohlenwasserstoffen (MKW) durch den in der Sedimentationsanlage zusätzlich vorhandenen Auffangraum verhindert.
 

Projektdaten Regenwasser, Betriebshof Dölitz

  • nutzt Niederschlag zur Reinigung von ca. 30 Schienenfahrzeugen pro Woche
  • nutzt Niederschlag für Gleispflegefahrzeuge und Grünflächenbewässerung
  • hält Niederschlag als Löschwasser zurück
  • verdunstet Niederschlag und hält ihn durch begrüntes Dach zurück
  • versickert Oberflächenabfluss von unbelasteten Verkehrsflächen
  • behandelt und leitet verzögert Niederschlag von belasteten Dach- und Verkehrsflächen ab

Adresse: Bornaische Straße 229, 04279 Leipzig
Bauherr: Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH, Leipzig
Planung Entwässerung und Waschanlage: ARGE Staupendahl & Partner + VCDB VerkehrsConsult, Dresden-Berlin GmbH
Fertigstellung: 2016
Hersteller Entwässerungstechnik
Regenspeicher/Regenrückhaltebecken/Filterschächte: Mall GmbH
Regenwasserbehandlung/Lamellenklärer: Mall GmbH
Abwasserbehandlung/Abscheideanlage: Mall GmbH
 

Lokale Wasserbilanz

Mit Inkrafttreten der Arbeits- und Merkblattreihe DWA-A/M 102 in Verbindung mit BWK-A/M 3 spielt bei der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung neben der Entwässerungssicherheit (Quantitätsaspekt) und der Behandlung des Regenabflusses (Qualitätsaspekt) vor allem die lokale Wasserbilanz eine zentrale Rolle. Das bedeutet, dass die Anteile von Verdunstung, Versickerung und Abfluss nach der Bebauung wieder denjenigen möglichst nahekommen sollen, die auf den Referenzflächen vor der Bebauung gegeben waren. Nach der Bearbeitung einer Vielzahl von Einsprüchen traten die ersten beiden von fünf Teilen des Regelwerks im Dezember 2020 in Kraft. Bei Neubauten wie der Betriebswerkstatt Dölitz und dem Technischen Zentrum Heiterblick der Leipziger Verkehrsbetriebe gelang es den Planern bereits vor knapp 10 Jahren, weitgehend den künftigen Anforderungen zu entsprechen, die an die Wasserbilanz für die Bewirtschaftung des Niederschlagswassers gestellt werden.
 

Autor: Klaus W. König, Überlingen

Zusätzliche Informationen

  • Fachschrift Fahrzeugwäsche, Ausschuss für Betriebshöfe und Werkstätten des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen e. V. Köln. VDV-Schrift 861.
  • Regenwasserbewirtschaftung und Niederschlagswasserbehandlung, Planerhandbuch. (Hrsg.:) Mall GmbH, Donaueschingen, 2020.
  • Schmidt, Theo G.: Neue Regeln für Regenwetterabflüsse in Siedlungsgebieten: DWA-A 102 und BWK-A 3. In: Ratgeber Regenwasser. Für Kommunen und Planungsbüros, 8. Auflage. Mall GmbH, Donaueschingen, 2020.
  • Merkblatt DWA-M 102-4 / BWK-M 3-4 Grundsätze zur Bewirtschaftung und Behandlung von Regenwetterabflüssen zur Einleitung in Oberflächengewässer – Teil 4: Wasserhaushaltsbilanz. Hennef / Aachen: DWA / BWK, Dezember 2020 (Entwurf)

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