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- Während es für die Regenwassernutzung mit DIN 1989-1 eine allgemein anerkannte Regel der Technik gibt, fehlt diese bisher für die Grauwassernutzung. Allerdings haben mehrere Verbände entsprechendes Fachwissen zusammengetragen und publiziert.
- Europäische Regelwerke sind für beide Bereiche in der Bearbeitung.
- Die Wärmerückgewinnung aus Abwasser und aus Grauwasser ist erprobt, ebenso die adiabatische Abluftkühlung und die Verdunstungskühlung von Regenwasser an der Fassade oder über die Dachbegrünung.
- Solche Maßnahmen überschreiten die Grenzen der klassischen Haustechnik und müssen deshalb bereits Konzept der Architektur sein. Treiber ist die Nachhaltigkeitszertifizierung von Gebäuden.
Laut einer Umfrage bei 1900 Ingenieuren vom März 2015 [1] hat die Nutzung von Regenwasser in den nächsten Jahren gute Chancen. Urbanes Stadtklima und Kühlung mit Regenwasser sind erst seit fünf Jahren in der Diskussion und werden an Bedeutung gewinnen.
Die aktuelle Marktsituation für Regenwasseranlagen wird seit einigen Jahren vor allem begünstigt durch mehr Baugenehmigungen im Eigenheimbau, die steigenden Investitionen in Immobilien und deren qualitative Anlagen sowie durch steigende Trink- und Abwassergebühren. Grauwassernutzung ist noch ein vergleichsweise kleiner Markt, kommt jedoch bei den Betreibern von Wohnheimen, Hotels, Campingplätzen und Sportanlagen zunehmend „in Mode“. Beide Betriebswasserarten gelten als ökologisch wertvoll, trinkwasser- und kostensparend.
Selten noch Förderung durch Zuschuss
In Hamburg, Hessen, Nordrhein-Westfalen, Bremen, Schleswig-Holstein und im Saarland gab es vor 20 Jahren landesweite Zuschussprogramme für die Nutzung des Regenwassers. Sie waren auf die Dauer von einigen Jahren befristet – außer in Bremen. In Bremen und Bremerhaven erhält bis zu 12 000 Euro als Zuschuss, wer einen Regenspeicher gemäß Förderrichtlinie baut [2].
Grundsätzlich kann jede Stadt oder Gemeinde in Deutschland eine ähnliche Regelung beschließen und in ihrer kommunalen Satzung verankern. Aktuelle Beispiele dafür sind Heidelberg, Bad Mergentheim und Gräfelfing. Allerdings hat bei den Kommunen, wie auch bei den Bundesländern, die Zahl derer, die Regenwassernutzung fördern, kontinuierlich abgenommen.
Motiv für ein Förderprogramm kann ein Engpass in der Trinkwasserversorgung sein, z. B. ein Mangel an verfügbaren Ressourcen oder ein zu klein dimensioniertes Verteilnetz. Meist jedoch ist die Begründung wie in Bremen [2]: „Wasser gibt es bei uns genug, Regen auch. Trinkwasser zu sparen und Regenwasser zu nutzen macht trotzdem Sinn. Langfristig spart das Geld und schont die Grundwasservorräte. Aber es werden auch die Mischwasserkanäle entlastet, Gewässer vor Schadstoffeinträgen geschützt und Keller vor Überschwemmung bewahrt.“ Aus diesen Gründen dürfen Kommunen in Baden Württemberg gemäß Landesbauordnung § 74,3 seit 1996 Regenwassernutzung sogar vorschreiben. Solche Ermächtigungen gibt es auch in Hessen, Hamburg, Bremen und im Saarland [3].
Zum Thema Grauwasserrecycling: Die Hansestadt Hamburg war Pionier bei der Förderung des Grauwasserrecyclings. Ab Juni 2004 gab es ein Programm mit 1500 Euro Zuschuss für private Anlagen. Dies ist mittlerweile ausgelaufen, stattdessen werden mit dem Programm „Unternehmen für Ressourcenschutz“ [4] durch die Hamburgische Investitions- und Förderbank gewerbliche Anlagen bezuschusst. Ähnliche Maßnahmen in anderen Bundesländern und Kommunen sind nicht bekannt. Allerdings gab es auf Antrag Forschungsmittel für einzelne Projekte vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) oder von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU).
Unterschiede Regen-/Grauwasser
Regenwasser stammt aus natürlichem Niederschlag und wird in der Regel als Abfluss von den Dachflächen eines Gebäudes gesammelt. Es fällt je nach Wetter und Ort an. Das bedeutet, dass Menge, Intensität und zeitliche Verteilung des Speicherzulaufs variieren. Berechnungen des Regenwasserertrags stützen sich wie bei der Entwässerungsplanung auf regionale Wetterdaten der Vergangenheit. Die Reinigung erfolgt im Zulauf oder im Regenspeicher rein mechanisch mit speziellen Filtern und / oder Sedimentation. Als allgemein anerkannte Regel der Technik gilt DIN 1989-1 [5].
Grauwasser stammt aus der Gebäudeinstallation und wird von Duschen, Badewannen und Waschbecken separat vom sonstigen Abwasser gesammelt. Es fällt je nach Anzahl der Bewohner und deren Wasserbedarf bei der Körperreinigung an. Berechnungen des Grauwasseranfalls gehen von entsprechenden Erfahrungswerten und der voraussichtlichen Anwesenheit der Personen aus. Die Reinigung bzw. Aufbereitung geschieht in einem vollautomatischen, mehrstufigen und geschlossenen Recycling-Prozess, ohne chemische Zusätze.
Eine allgemein anerkannte Regel der Technik gibt es bisher nicht. Verschiedene Verbände haben entsprechendes Fachwissen zusammengetragen und unabhängig voneinander publiziert. Stellvertretend sei das Hinweisblatt fbr-TOP 4 der Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung (fbr) genannt [6]. Es liefert Hinweise zu Anforderungen an Planung, Betrieb und Wartung, die sich in der Praxis bewährt haben und dient als Empfehlung für Hersteller, Planer und Interessierte.
Stand der Technik
Die Anlagentechnik besteht im Wesentlichen aus einem Leitungssystem zum Sammeln, bei Regenwasser mit Filter, bei Grauwasser mit Aufbereitungstechnik. Dazu gehört jeweils ein – vom Trinkwassernetz völlig entkoppeltes – System zum Verteilen. Dazwischen befinden sich Wasserspeicher mit Überlauf sowie Pumpentechnik und automatische Nachspeiseeinrichtung. Der Speicherbehälter kann unterirdisch angeordnet oder im Gebäude aufgestellt sein.
Sowohl Regenwasser- als auch Grauwassernutzung ist Stand der Technik. Die fbr-Marktübersicht [7], alle zwei Jahre aktualisiert, bietet einen Überblick über mehr als 300 Produkte, unter anderem zu Regenwassernutzung und Grauwasserrecycling. Die technischen Komponenten sind bei gängigen Typen in den Größen S, M und L modular zusammengesetzt und vorfabriziert, elektrische Bauteile fertig verdrahtet. Hersteller kompletter Anlagen bieten auch Zubehör. Sonderanfertigungen sind grundsätzlich möglich.
Regenwasser und aufbereitetes Grauwasser eignen sich für dieselbe Verwendung. Beide Arten gelten als Betriebswasser, das keine Trinkwasserqualität hat. Damit darf in Deutschland unter anderem der Garten bewässert, die Toilette gespült und die Wäsche gewaschen werden. Mindestanforderung ist eine Wasserqualität gemäß der europäischen Badegewässerrichtlinie. Bei Stichproben werden regelmäßig deutlich bessere Werte, als dort gefordert, gefunden. Eine Nachweispflicht besteht nicht.
Derzeit werden in Abstimmung mit den europäischen Gremien einheitliche DIN-EN-Regelwerke erstellt, sowohl für die Regenwasser-, als auch für die Grauwassernutzung. Dies geschieht im DIN-Ausschuss NA 119-05-08 AA „Wasserrecycling“, seit dieser im Jahr 2013 als nationaler Spiegelausschuss des europäischen Arbeitskreises CEN/TC 165/WG 50 benannt wurde. Ein europäischer Normenentwurf für die Regenwassernutzung wird für Ende 2016 erwartet, die Grauwassernutzung soll direkt im Anschluss bearbeitet werden.
Aktuelle Tendenzen
Wasser und Wärme haben einen engeren Zusammenhang, als bisher in der Haustechnik praktiziert. Die Wärmerückgewinnung aus Abwasser und aus Grauwasser ist bereits erprobt und rentiert sich zunehmend. Aber auch die Energieeinsparung bei der adiabatischen Abluftkühlung, bei der Verdunstungskühlung von Regenwasser an der Fassade oder der Energiegewinn bei Kombination von Photovoltaik und Dachbegrünung durch den kühlenden Effekt des selbsttätig verdunstenden Regenwassers sind Beispiele [8].
Solche Maßnahmen überschreiten die Grenzen der klassischen Haustechnik und müssen deshalb bereits Konzept der Architektur sein, wenn sie mit Erfolg umgesetzt werden sollen [12]. Investoren fordern derlei Ideen seit geraumer Zeit von ihren Planern, um die Nachhaltigkeit durch Zertifizierung ihres Gebäudes bescheinigt zu bekommen – von Organisationen wie DGNB, LEED oder BREEAM. Sogar für gesamte Quartiere wird die Zertifizierung mittlerweile beantragt. Das Europaviertel in Frankfurt ist der erste Stadtteil in Deutschland, der eine solche Auszeichnung erhielt.
Private Bauherren profitieren hingegen neuerdings bei der Regenwassernutzung neben der Einsparung der Trinkwassergebühr von Abschlägen bei der Niederschlagsgebühr, selbst wenn der Speicherüberlauf an den Kanal angeschlossen ist. In Baden-Württemberg haben viele Städte und Gemeinden den Bürgern die Möglichkeit eingeräumt, das Rückhaltepotenzial in unterirdischen Regenspeichern bei der Berechnung der Niederschlagsgebühr anzusetzen. Die Vorlage dazu lieferte der Gemeindetag Baden-Württemberg mit seinem Vorschlag vom 20. Oktober 2010. Stuttgart, Mannheim, Ulm, Baden-Baden und Friedrichshafen sind Beispiele für Kommunen, die dies modifiziert in ihre Satzungen übernommen haben. Beispiele in anderen Bundesländern sind Darmstadt in Hessen und Nottuln in NRW.
Nächster Schritt: Zweites Leitungsnetz
„Semi- oder dezentrale Lösungen einer Betriebswasserversorgung im Gebäude versprechen zugleich flexiblere und wirtschaftlichere Wasserinfrastrukturen. Dennoch haben sie sich in der Fläche bislang nicht durchgesetzt, denn für die Kommunen und Akteure der Siedlungswasserwirtschaft sind noch viele Fragen offen“, stellt das Deutsche Institut für Urbanistik fest. „Neue technische Lösungen verändern Stadttechnik und Haustechnik gleichermaßen“.
Wie können Baumaßnahmen, die neuartige Elemente beinhalten, im Gebäudebereich und in der technischen Infrastruktur zwischen Planern, Betreibern und anderen relevanten Akteuren abgestimmt werden? Was bedeutet das für Betreiber und Kommunen? Wer trägt die Kosten und wer hat den Nutzen der Maßnahmen? Wie hoch ist die Akzeptanz in der Bevölkerung? Welche Spielräume sieht der bestehende Rechtsrahmen vor? Und wie ist zwischen unterschiedlichen Lösungsstrategien zu entscheiden? [9]
„Angepasste kleinräumige Systeme mit modularen Komponenten, die moderne Technologien nutzen, versprechen Abhilfe im Hinblick auf eine nachhaltige Wasserver- und Abwasserentsorgung“, sagt Dr.-Ing. Harald Hiessl, stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) in Karlsruhe. Das Neubaugebiet „Am Römerweg“ in Knittlingen mit 100 Wohngrundstücken dient dem ISI schon seit 2006 als Pilotprojekt. Es wurde mit 2 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert [10].
Hiessl empfiehlt, um Betriebswasser in den Gebäuden nutzen zu können, bereits bei der Planung parallel zu den Trinkwasserleitungen ein zweites Leitungsnetz zu den Verbrauchsstellen vorzusehen. Das Verlegen der zusätzlichen Leitungen könne bei Neubauten mit geringem Mehraufwand bewerkstelligt werden. Diesem Mehraufwand steht nach Angaben Hiessls als Nutzen gegenüber, dass der Trinkwasserverbrauch reduziert wird, Wasch- und Entkalkungsmittel eingespart werden und durch den Wegfall der Versickerungsanlage Nutzungsbeschränkungen in den Hausgärten entfallen.
Literatur
[2] www.bremer-umwelt-beratung.de/foerderprogramme-regenwassernutzung.html
[3] www.platzregen.info/regenwassernutzung-kommunal/
[4] www.hamburg.de/ressourcenschutz/
[5] DIN 1989-1 Regenwassernutzungsanlagen – Teil 1: Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung. Berlin: Beuth Verlag, April 2002
[6] www.fbr.de/fileadmin/user_upload/images/tops/fbr-top_4_final.pdf
[7] www.fbr.de/marktuebersicht.html
[9] www.networks-group.de/de/networks-1.html
[10] www.deus21.de
[11] König, K. W.: Grauwassernutzung – ökologisch notwendig, ökonomisch sinnvoll. Troisdorf: Verlag iWater Wassertechnik, 1. Auflage, 2013
[12] fbr (Hrsg.): Energetische Nutzung von Regenwasser. Band 16 der fbr-Schriftenreihe. Darmstadt: fbr, 2013
Wasserhaushaltsgesetz
Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) sieht im Grundsatzparagraph § 1a vor:
Mögliche Grauwasser-Verfahren
Pilotprojekte zur Grauwassernutzung der letzten 25 Jahre lassen sich unterscheiden in
- Pflanzenkläranlagen, Besonderheit: Die Überwachung der Anlage erfordert biologische Kenntnisse und ausreichend Platz im Gelände.
- Tauch-Tropfkörper-Anlagen, Besonderheit: Modulartig vorgefertigte Anlagen, nur für große Projekte geeignet, seit 20 Jahren am Markt.
- Wirbelbett- bzw. belüftete Festbettanlagen, Besonderheit: Als vorgefertigte Haustechnik-Module seit 15 Jahren am Markt, auch für kleine Projekte geeignet.
- Membrananlagen/Ultrafiltration, Besonderheit: Als vorgefertigte Haustechnik seit zehn Jahren am Markt, auch für kleine Projekte geeignet.
Der Platzbedarf nimmt bei dieser Auflistung von oben nach unten ab. Die Herstellungskosten sind abhängig vom Objekt. Mehrere Hersteller in Deutschland liefern für Einfamilienhäuser, für öffentliche Gebäude und Industrie eine vorkonfektionierte Anlagentechnik mit Wirbelbett- oder Membransystem. Die Montage ist damit einfacher geworden [11].
Klaus W. König
ist selbstständig tätig und hält Vorträge zu ökologischer Haustechnik. Als freier Fachjournalist und Buchautor veröffentlicht er regelmäßig Artikel in Umwelt-, Architektur-, Heizungs- und Sanitärzeitschriften. 88662 Überlingen am Bodensee, www.klauswkoenig.com
2 Regenwassernutzung der Toiletten für 100 Mitarbeiter im Institut für Lasertechnik in Hamburg-Bahrenfeld. Pro Jahr werden 300 bis 350 m 3 Regenwasser genutzt (18 m 3 -Speicher in der Erde). Seit 2002 störungsfreier Betrieb. Im Bild: Druckerhöhungsanlage im Gebäude mit Pumpentechnik, Zwischenbehälter und Trinkwassernachspeisung in den Zwischenbehälter.
3 Ein Membranbioreaktor als zentraler Teil einer Grauwasseranlage. Fließrichtung von links nach rechts. Getauchte Kassettenmodule mit Ultrafiltrationsmembran haben eine Porengröße von 0,00005 mm, sie halten Schmutzpartikel, Bakterien und selbst kleinste Viren zurück.
4 Grauwasseranlage im Technikraum der Hafencity Universität Hamburg. Fassungsvermögen 3 × 2000 l, flexible Anschlussleitungen mit Wasserzähler zu den Verbrauchsstellen und automatische Nachspeisung für Trinkwasser bei Leerstand.
