Der Weg zur klimaresilienten Schwammstadt

Im Bezirk Hellersdorf entsteht bis Ende 2026 die Integrierte Sekundarschule (ISS) Garzauer Straße für rund 600 Schülerinnen und Schüler. Das Ensemble umfasst ein Schulgebäude mit Sporthalle und dazugehörige Sport- und Freiflächen. Bauherrin ist die kommunale Wohnungsbaugesellschaft HOWOGE. Sie stand vor der Herausforderung, dass sämtliches auf den Dach- und Grundstücksflächen anfallendes Regenwasser zukünftig direkt vor Ort versickert werden muss. Denn ein Kanalanschluss für das Bauvorhaben ist weder vorhanden noch genehmigungsfähig. Die Planenden konzipierten daher eine Lösung für die Regenwasserbewirtschaftung, die das Schwammstadt-Prinzip umsetzt.

Zunächst war die Errichtung von Sickerschächten und Rückhaltespeichern aus Kunststofffüllkörpern angedacht. Nach Angaben der verantwortlichen Planerin Dipl.-Ing. Anne Wehrmann, AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, Berlin, sprach jedoch die Bodenbeschaffenheit dagegen. Für den Einbau der Sickerschächte hätte eine mächtige Schicht von wasserundurchlässigem Geschiebemergel durchstoßen werden müssen; eine Schachttiefe von bis zu 7 m hätte hohen Wartungsaufwand für die Entfernung von Verschlammungen bedeutet. Also entschied man sich stattdessen für ein Konzept mit Tunnelrigolen und vorgeschalteten Filterschächten. Die HOWOGE ließ insgesamt vier solcher Anlagen zur Regenwasserbewirtschaftung installieren.

Entwurf für die Integrierte Gesamtschule (ISS) Garzauer Straße: Das Ensemble umfasst ein Schulgebäude mit Sporthalle und dazugehörige Sport- und Freiflächen. Bild: Bär, Stadelmann, Stöcker Architekten und Stadtplaner PartGmbB

Wasservorbehandlung in Filterschächten

Das auf den Schuldächern und den Freiflächen anfallende Wasser wird jeweils in einen Filterschacht FS 85 geleitet. Diese gehören nach DIN 1989 zu Typ A mit Schmutzrückhalt und maximieren die Wasserausbeute. Die Filterschächte aus Stahlbeton-Fertigteilen in monolithischer Rundbauweise sind für Großanlagen mit bis zu 10.000 m² Fläche und eine Durchflussmenge bis 270 l/s ausgelegt. In ihrer Mitte befindet sich ein zylindrischer Filtereinsatz, auf den das Regenwasser von allen Seiten und auf ganzer Höhe zuströmen kann. Alle Schmutzpartikel, die größer als 0,6 mm sind, werden zuverlässig zurückgehalten. Das große Schachtvolumen dient als Sand- und Schlammfang.

Querschnitte der Filterschächte und der Sickertunnel unter dem Schulsportplatz. Bild: Mall GmbH

Aus Tunnelrigolen ins Grundwasser

Anschließend fließt das aufbereitete Regenwasser in zwei Sickertunnel CaviLine. Unterhalb der Tunnel wurde der Geschiebemergel bis zur wasserführenden Sandschicht durch wasserdurchlässiges Bodenmaterial ausgetauscht. Das vergrößert die Sickerfläche im Vergleich zur ursprünglich geplanten Lösung mit den Sickerschächten und erhöht die Leistungsfähigkeit deutlich. Die unterirdischen Tunnelrigolenanlagen haben eine Länge von 15 m pro Rigole und können jeweils rund 36 m³ Wasser aufnehmen. Nach und nach wird das Wasser entsprechend der Versickerungsfähigkeit des Bodens dem Erdreich und damit dem Grundwasser wieder zugeführt, ähnlich wie beim natürlichen Wasserkreislauf.

Sickertunnel bieten auch Vorteile gegenüber kubischen Füllkörpern – insbesondere dann, wenn sie aus Stahlbeton bestehen. Die Hohlräume kommen ohne innere Aussteifungen aus und sind statisch stabil (ausgelegt für Verkehrslasten bis SLW 60, durch Lkw sicher befahrbar). Durch die flache, breitflächige Bauweise ergibt sich zudem ein deutlich besseres Verhältnis zwischen Sickerfläche und Rückhaltevolumen. Dank der statisch möglichen oberflächennahen Anordnung der Tunnelrigolen lässt sich der empfohlene Sickerweg von 1 m Länge zwischen Anlagensohle und Grundwasserspiegel oftmals einfacher erreichen.

Die Montage der Sickertunnel wurde durch ihre Modulbauweise erleichtert. Beide Anlagen bestehen aus sechs Stahlbetonelementen, die bequem vor Ort zusammengesetzt wurden. Der Werkstoff Beton erlaubte zudem den Verzicht auf eine Geotextilummantelung. Die Innenhöhe von 1,25 m macht die Sickertunnel nach der Definition der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) begehbar. Für Wartung und Betrieb ergeben sich dadurch erhebliche wirtschaftliche Vorteile, denn alle Maßnahmen können direkt und mit einfachen Werkzeugen erfolgen.

Tunnelrigole aus sechs Stahlbetonelementen, die Regenwasser von den Schuldächern und den Freiflächen aufnimmt. Hinten ist der vorgeschaltete Filterschacht zu sehen. Die Montage der Sickertunnel wurde durch ihre Modulbauweise erleichtert. Bild: BTW GmbH Tiefbau-Unternehmung

Baumrigolen zur Erhöhung der Verdunstungsleistung

Als weiteres Element des Schwammstadt-Prinzips wurden Baumrigolen in das Regenwasserbewirtschaftungskonzept integriert. Die Baumscheiben nehmen das Wasser von umliegenden gepflasterten Schulhofflächen auf und es gelangt in die Baumsubstratgruben, die von dem umgebenden lehmigen Geschiebemergel abgedichtet werden. Große Teile des Wassers verdunsten über die Baumkronen und verbessern das Mikroklima. Bei Überschreitung einer kritischen Anstauhöhe wird das Wasser über Drainrohre und Überlaufschächte in die Tunnelrigolen abgeführt.

Mikroplastikaustrag beim Sportplatz

Der Schulsportplatz ist ebenfalls in die Regenwasserbewirtschaftung mit einbezogen. Dort war ursprünglich eine Füllkörperrigole im Randbereich des Sportplatzes angedacht, die Wasser von Dachflächen und aus Drainageleitungen unter den Kunstrasenflächen aufnehmen sollte. Auch in diesem Fall gab es eine Umplanung auf eine Anlage mit Tunnelrigolen. Grund dafür war nicht der an dieser Stelle weniger mächtig ausgeprägte Geschiebemergel, sondern die Einsparung einer Drainage. So wurden zwei parallel verlaufende Stränge von Tunnelrigolen direkt unter der Sportplatzfläche platziert. Das eingebrachte Kiessandgemisch um die Rigolen herum übernimmt die Drainagefunktion.

Die zwei parallel verlaufenden Sickertunnel unter dem zukünftigen Sportplatz der Schule. Vorne links im Bild ist einer der Filterschächte zu sehen. Bild: BTW GmbH Tiefbau-Unternehmung

Den Tunnelrigolen vorgeschaltet sind zwei Filterschächte FS 85. „Der Kunstrasen des Sportplatzes setzt beim Regenwasserabfluss Mikroplastik frei und daher verlangt die Wasserbehörde eine entsprechende Reinigung“, so die Planerin Dipl.-Ing. Anne Wehrmann. Die Vorbehandlung durch die mit Feinsieben ausgestatten Filterschächte wurde als behördlich erlaubnisfähig angesehen.

Querschnitt eines Sickertunnels bestehend aus elf Stahlbetonelementen. Die Anlage bietet Vorteile gegenüber kubischen Füllkörpern. Hohlräume aus Stahlbeton sind statisch stabil und kommen ohne innere Aussteifungen aus. Durch die flache,  breitflächige Bauweise ergibt sich ein deutlich besseres Verhältnis zwischen Sickerfläche und Rückhaltevolumen. Bild: Mall GmbH

Das gefilterte Regenwasser gelangt dann in die zwei Sickertunnel. Sie bestehen aus jeweils elf Betonelementen und sind damit noch größer dimensioniert als die oben beschriebenen Anlagen. In den Tunnelrigolen lassen sich Niederschlagsmengen von insgesamt mehr als 134 m³ aufnehmen, die über Verbindungsleitungen zwischen den Röhren gleichmäßig verteilt werden. Zusätzliches Retentionsvolumen stellt das in die Baugrube eingebrachte Füllmaterial bereit. Final erfolgt die kontrollierte Versickerung ins Grundwasser.

Die beiden Sickertunnel unter dem Sportplatz haben Verbindungsleitungen, so dass sich das Wasser gleichmäßig verteilt. Bild: Mall GmbH

Modernes Regenwassermanagement

Kommunen müssen mit mehr Starkregen und längeren Trockenperioden umgehen. Althergebrachte Konzepte beim Umgang mit Regenwasser haben sich daher überholt und sollten über Bord geworfen werden. Ein modernes Regenwassermanagement verfolgt gleichzeitig mehrere Ziele. Wo früher die Entwässerungssicherheit das alleinige Ziel der Planung war, gilt es heute, den Wasserkreislauf im urbanen Raum dem des unbebauten Zustands anzugleichen, Stoffeinträge in die Gewässer zu vermeiden und positive Effekte der Stadtklimatisierung zu erzielen. Das Regenwasser soll daher möglichst auf den Grundstücken gehalten und dort dezentral bewirtschaftet werden. Diese verschiedenen Maßnahmen gewinnen zunehmend an Bedeutung und lassen sich gut miteinander als auch mit der zentralen Niederschlagsentwässerung kombinieren.

Der Bericht über das Neubauprojekt ISS Garzauer Straße in Berlin zeigt, dass eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung ein wichtiger Bestandteil des Schwammstadtkonzepts ist. Verschiedene technische Bauwerke dienen der Behandlung, Nutzung und Versickerung von Niederschlagswasser. Im Ergebnis werden Kanalisation und Gewässer entlastet und die Grundwasserneubildung unterstützt. Der Schulträger leistet seinen Beitrag, die Folgen von Überschwemmungen und Dürre zu vermindern, erfüllt behördliche Auflagen und spart Kosten.

Eine Information der Mall GmbH, Donaueschingen