Tips & Tricks:
Regenwassernutzung in Wohngebäuden
Vorbemerkung
Obwohl es sich bei der Regenwassernutzung um eine sehr junge Gebäudetechnik handelt, gehört sie, unter Einhaltung eines mittlerweile Absicherbahren technischen Mindeststandards, zunehmend zur modernen Wohngebäudeausrüstung. Sie besitzt damit also ökologisch sinnvolle und notwendige Technik eine wachsende wirtschaftliche Bedeutung und schafft Arbeitsplätze. Sowohl Fachfirmen als auch Häusle-Selberbauer installieren mittlerweile Anlagen, die je nach Qualität von Planung und Material recht unterschiedlich ausfallen. Der folgende Beitrag soll daher für Planung, Beschaffung und Installation eine Hilfestellung geben.
Regenwasserqualität und Einsatzbereiche
Die bisher bekannten Untersuchungen von Regenwasser haben ergeben, dass die Qualität des Regenwassers im Anwendungsbereich mit der des evtl. verschmutzten Dachablaufwassers nur wenig zu tun haben muss. Im Gegenteil: Das z. B. Einer Waschmaschine zugeführte Wasser kann bei einer entsprechend qualifiziert ausgeführten Anlage dauerhaft die europäischen Grenzwerte für Badegewässer einhalten. Das Wasser ist dann klar, geruch- und farblos und frei von Feststoffen; der Waschmaschinenbetrieb mit Regenwasser ist zu empfehlen. Voraussetzung dafür ist die Einhaltung eines bestimmten technischen Mindeststandards; werden dagegen Fehler bei der Planung, Bauteileauswahl oder Ausführung gemacht, kommt es u. U. Zu einer drastischen Qualitätsverschlechterung, die sich recht schnell durch Geruchsentwicklung bemerkbar macht. Wie bei anderen Gebäudetechniken auch (z. B. Heizung) ist eine solide Technik für einen störungsfreien und wartungs- (und damit kosten-) armen Anlagebetrieb unabdingbar. Der Einsatz von Regenwasser über Nutzungsanlagen kommt in Wohngebäuden nur für folgende Bereich in Betracht: WC-Spülung, Waschmaschine, Putzen und Reinigen, Garten- und sonstige Bewässerungen. Für eine reine Gartenbewässerung sollte aus wirtschaftlichen Gründen keine komplette Regenwasseranlage gebaut werden; einige Regentonnen für die Sommermonate reichen vollkommen aus.
Technik der Regenwassernutzung
Gesamtanlage
Wie andere Gebäudetechniken auch (z. B. Heizung, die vom technischen Anspruch her der Brauchwasserversorgung gleichzusetzen ist) befindet sich die Regenwassernutzung in einer dauerhaften Weiterentwicklung. Trotzdem lässt sich heute schon ein erforderlicher technischer Mindeststandard realisieren, der sich aus der Praxis der letzten Jahre ergeben hat. Sowohl bei Neubauten als auch bei nachträglichen Installationen sollten folgende Prinzipien berücksichtigt werden:
Dachflächen
Extrem schmutzbelastete Dächer (Taubenschlag, regelmäßig starke Staubentwicklung in unmittelbarer Umgebung, z. B. Zementwerk) sollten nicht genutzt werden. Bis auf einige Ausnahmen sind alle Dachmaterialien für das Auffangen von Regenwasser geeignet. Nicht bzw. beschränkt geeignet sind:
Viele für Regenwasseranlagen angebotene Filtersysteme erfüllen diese Kriterien nicht, da sie den ausgefilterten Schmutz festhalten, zu einer Wassersperrschicht anreichern und zuwachsen (z. B. Sand/Kies-Filter, Mattenfilter, Gewebefilter u. ä.). Sie erfordern, um große Wasserverluste zu vermeiden, eine intensive Wartungsarbeit. Ideal sind hingegen Filtersysteme, die sich weitgehend selbst reinigen (Filtersammler, Wirbelfeinfilter).
Speicher
Regenwasserspeicher dienen sowohl der Bevorratung als auch der Reinigung des Niederschlagswassers. Dabei ist die Reinigungsleistung unmittelbar von der Wasserführung im Speicher (Zulauf, Überlauf, Ansaugen) abhängig. Dies gilt sowohl für Speicher im Außen- als auch im Kellerbereich.
Anforderungen an Regenwasserspeicher:
Verunreinigungen und Pfützenbildungen im Dachrinnen oder dem übrigen Ableitungssystem können zur unerwünschten Schmutz- und Algenbildung führen. Je nach Dachneigung und Dachbelag werden unterschiedlich große Niederschlagsanteile verdunstet oder zurückgehalten (z. B. Pfützenbildung bei Flachdächern). Grundsätzlich sollten alle geeigneten Dachflächen an die Anlage angeschlossen werden. Überschusswasser sollte, wo möglich, versickert werden.
Filterung
generell sollte das Dachablaufwasser vor dem Eintritt in den Speicher feingefiltert werden (Orientierungsgröße: Maschenweite < 0,2 mm). Auf weitere Feinfilter nach dem Speicher sollte sowohl saug- als auch druckseitig grundsätzlich verzichtet werden, da diese unnötig sind, durch Strömungswiderstände oft Lebensdauer der Pumpe stark verkürzen und durch Bakterienwachstum am Filtereinsatz zu regelrechten Keimschleudern werden können.
Anforderungen an Filtersysteme:
Viele für Regenwasseranlagen angebotene Filtersysteme erfüllen diese Kriterien nicht, da sie den ausgefilterten Schmutz festhalten, zu einer Wassersperrschicht anreichern und zuwachsen (z. B. Sand/Kies-Filter, Mattenfilter, Gewebefilter u. ä.). Sie erfordern, um große Wasserverluste zu vermeiden, eine intensive Wartungsarbeit. Ideal sind hingegen Filtersysteme, die sich weitgehend selbst reinigen (Filtersammler, Wirbelfeinfilter).
Anforderungen an Regenwasserspeicher:
Diese Anforderungen werden in der Praxis am besten von Betonzisternen aus einem Guss erfüllt. Andere Speicherarten erfordern in der Regel zur Erreichung dieses Standards höhere Aufwendungen. Oftmals lassen sich auch alte Klärgruben u. ä. Zu Regenwasserspeichern umrüsten. Erdzisternen sind, wo realisierbar, Kellertanks grundsätzlich vorzuziehen. Zur Sicherung gegen den Rückstau aus dem Kanal ist es sinnvoll, die überlaufende Regenwassermenge im Gelände zu versickern; ein Kanalanschluss entfällt in diesem Fall.
Pumpen/Hauswasserwerke, Druckerhöhungen
Je nach Anlage kommen unterschiedliche Pumpentypen zum Einsatz. In den meisten Fällen eignen sich mehrstufige Tauchmotorpumpen (Vorteil: keine störanfällige Saugseite) oder selbstansaugende, mehrstufige Kreiselpumpen jeweils mit Druckautomatik. Durch die Wahl von bedarfsangepassten Ein- und Ausschaltdrücken werden Pumpe und Leitungssystem geschont. Auf jeden Fall sollten hochwertige Produkte verwendet werden; vor Billigangeboten wird ausdrücklich gewarnt.
Trinkwassernachspeisung
Wenn in langen Trocken- und Frostperioden der Regenwasservorrat nicht ausreicht, muss zur Gewährleistung der Betriebsbereitschaft Trinkwasser in die Anlage eingespeist werden. Unter der Vorgabe der strikten Trennung von Brauch- und Trinkwassersystem darf dies gemäß DIN 1988 nur durch einen freien Auslauf geschehen. Das Rohrende des Trinkwassersystems muss sich dabei mindestens 2 cm oberhalb der Kante des Einlauftrichters ins Regenwassersystem befinden, wobei auf eine rückstaufreie Leitungsführung im drucklosen Teil zu achten ist. Der Einsatz eines DIN-gemäßen Trinkwassernachspeisemoduls oder eines Rohrunterbrechers Bauart A1 ist ebenfalls möglich. Grundsätzlich sollte sich der freie Auslauf oberhalb der Rückstauebene, nie aber im Speicher selbst befinden. Es empfiehlt sich, die Nachspeisung über einen Sensor und ein Magnetventil (mit Schmutzfänger) automatisch zu steuern und das Nachspeisevolumen auf ½ Tagesbedarf zu begrenzen.
Anlagensteuerung
Unter der Maßgabe, dass Regenwasseranlagen betriebssicher und bedienerfreundlich sein sollen, empfiehlt sich der Einbau einer automatischen Anlagensteuerung. Sie sollte immer den Schutz der Pumpe vor Trockenlauf/Luftzutritt und die Nachspeisung von Trinkwasser bei Regenwassermangel regeln. Zu empfehlen ist zusätzlich eine optische Füllstandskontrolle.
Wartung
Grundsätzlich ist jede Anlage zur Gewährleistung der dauerhaften Betriebssicherheit in bestimmten Intervallen zu warten. Bei einer guten Anlage sollten mechanisch belastete teile wie die Pumpe oder das Magnetventil 2 - 4 mal jährlich, wartungsextensive Teile wie Filtersammler oder Speicher 2 mal jährlich kontrolliert und gewartet werden. In der Praxis zeigt sich, dass wartungsintensive Bauteile (z. B. Kies-/Sand-Filter, Mattenfilter, Gewebefeinfilter, Druckmembrangefäße im Nebenstrom an den Pumpen, Billigpumpen, korrodierende Bauteile) sowie Planungs- und Installationsfehler (zu große Speicher, Kontergefälle der Dachrinne, Magnetventile oder Schmutzfänger u. a.) die Wartungsfrequenz und die Folgekosten deutlich erhöhen. Werden viele wartungsintensive Teile eingebaut, wird im Extremfall die Anlage zur Beschäftigungstherapie und zum Folgekostengrab, nicht aber zu einer sinnvollen Gebäudetechnik.
Planung und Bau
Grundsätzlich sind Regenwassernutzungsanlagen in jedem Gebäude installierbar. Ausnahmen ergeben sich bei Gebäuden, die keinen geeigneten Platz für den Speicher oder keine geeigneten Dachflächen haben oder nicht gegenüber einem Kanalrückstau abgesichert werden können. In jedem Fall ist für eine Regenwasseranlage eine individuelle Planung erforderlich; auch bei Einfamilienhäusern erspart eine gute Vorplanung u. U. Enorme Folgekosten und Folgeärger. Grundlagen der Planung sind die oben beschriebenen technischen Mindeststandards und die Auffangbahren Wassermengen. Diese ergeben sich aus der folgenden Formel:
Dachfläche (Projektionsfläche in m²) x 0,75 (Abflussbeiwert für geneigte Ziegeldächer) x m Niederschlag/Jahr = Regenwasserertrag in m³/Jahr.
Vom so errechneten Ertrag können im Durchschnitt ca. 85%-90% des Regenwassers genutzt werden; der Rest ist als anlageninterner Verbrauch (z. B. Spülung der Filter) für die Versorgung nicht verfügbar. Befindet sich vor dem Speicher allerdings ein schlecht gewarteter Topffilter, ist im Extremfall mit einem Wasserertrag von lediglich 20% zu rechnen. Die Speichergröße, orientiert an der verfügbaren Dachfläche, berechnet sich aus:
Regenwasserertrag/Jahr in m³ x Ladebeiwert (0,05) = Speichergröße in m³.
Als Faustformel ergibt sich je nach Niederschlagsgebiet ca. 1M³ Speichervolumen pro 25 - 40 m² Dachfläche. Gewarnt sei vor zu großen Speichern: da diese zu selten überlaufen, kann dadurch die Schwimmschicht nicht abgeschwemmt werden, in der Folge fault das Wasser und muss dann verworfen werden. Im übrigen zeigt die Praxis, dass auch mit einem eigentlichen knapp dimensionierten Speicher noch ein verblüffend hoher wirtschaftlicher Nutzen erzielbar ist. Sorgfalt ist bei der Auftragsvergabe an Fachfirmen gefragt. Da die Regenwassernutzung noch eine junge Gebäudetechnik ist, haben viele ausführende Firmen nur wenig Erfahrung bei der Installierung von Regenwasseranlagen. Vor Auftragsvergabe sollte man sich von den Anbietern entweder eine entsprechende Qualifikation (erfolgreich absolvierter Schulungskurs) oder schon einwandfrei gebaute Anlagen nachweisen lassen.
Kosten, Wirtschaftlichkeit und Zuschüsse
Für kleinere Regenwassernutzungsanlagen (bis zu 2 –4 Familienhäusern gibt es mittlerweile durchschnittlich ermittelbare Marktpreise. Sie liegen für Anlagen mit Außenspeicher bei einem Orientierungswert von ca. 10.000,-, für Anlagen mit Innentanks bei ca. 7.000,- DM. Die Preise beinhalten die komplette Installation und liegen für nachträgliche Einbauten i. d. R. Nicht höher als für Neubauten. Sie können für Einzelobjekte durch Eigenleistungen der Betreiber (gerade bei Nachrüstungen) oder Unterschiede in der Bausubstanz stark von den Durchschnittspreisen abweichen. In jedem Fall empfiehlt sich das Einholen von Vergleichsangeboten. So wurden bei einem UBS-Markttest für das Setzen einer Zisterne Preisunterschiede von über 100 5, für das Installieren einer kompletten Zisternenanlage gar über 130 % ermittelt. Der dauerhafte wirtschaftliche und ökologische Nutzen einer Regenwasseranlage ergibt sich vor allem aus ihrer Betriebsdauer. Gute Anlagen lassen sich bei hochwertigen Bauteilen mit geringen Betriebskosten (Stromkosten für Pumpenbetrieb) langfristig problemlos betreiben. Bei ihnen wird der Zeitpunkt, zu dem der Brauchwasserpreis pro m³ kleiner wird als die Wassergebühren (DM/m³) = Beginn der „wirtschaftlichen Gewinnzone“, nach 5-12 Jahren erreicht. Die Endkosten einer Anlage werden in Hessen von vielen Kommunen (in anderen Bundesländern von manchen) auf Antrag mit Beträgen zwischen 500,- und 6.000,- bezuschusst. Dabei gehen immer mehr Kommunen dazu über, die Anlagenbetreiber auch bei der Berechnung von Abwassergebühren gerechterweise gegenüber Gebäuden ohne Regenwassernutzung zu begünstigen. Schließlich entlasten Regenwasseranlagen die Wasserversorgung, die Abwasserentsorgung und stellen einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Umwelt dar.
Verfasser: Dr.Hans-Otto Wack, Umwelt-Büro Schotten