„Wer mehr Grün will, muss mehr Blau planen“
Gereinigtes Regenwasser für StadtbäumeStadtbäume und urbane Gebäudebepflanzung wirken temperatursenkend, spenden Schatten und verbessern die Stadtluft. Dazu müssen sie langfristig und bedarfsgerecht mit Wasser versorgt werden. Hauraton zeigt Wege, wie Bewässerungskonzepte für Bäume in ein modernes Regenwassermanagement integriert werden können.
Bäume und Pflanzen im urbanen Raum brauchen Wasser. Wird Regenwasser von den angrenzenden Verkehrsflächen gereinigt, ist es als natürliche Ressource ideal für die Bewässerung geeignet. In Filtersubstratrinnen wird es gesammelt, gereinigt und zur Baumgrube geleitet.
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Extreme Witterung, wie Starkregen, Hitzewellen und lange Trockenphasen lassen Gemeinden aktuell immer mehr Grünflächen anstreben. Kommunen erkennen, dass urbanes Grün wesentlich in die Planung einzubeziehen ist und Standorte für Stadtbäume optimal vorzubereiten und langfristig gesund zu halten sind. Regenwasser als natürlich zur Verfügung stehende Ressource ist am besten für die Bewässerung geeignet und spart den Einsatz von wertvollem Trinkwasser.
„Es ist zu begrüßen, dass Planer und Bauherren das urbane Grün vermehren wollen, doch wird dabei mitunter die Bedeutung des urbanen Blaus übersehen. Wer mehr Grün will, muss mehr Blau planen“, betont Thorin Oesterle, Projektmanager bei Hauraton. In teils versiegelten städtischen Räumen kann eine steigende Zahl von Pflanzen und Bäumen in Straßen, auf Flächen, Fassaden und Dächern nur gedeihen und Aufgaben erfüllen, wenn das Grün regelmäßig bewässert wird und genügend Platz für Wurzeln und Wachstum vorhanden ist.
Kompetente Baumberatung für urbane Entwässerungsprojekte
Als Verfechter einer blaugrünen Infrastruktur legt Hauraton den Fokus auf kompetente Baumberatung in urbanen Entwässerungsprojekten. „Wir integrieren Baumgruben als bepflanzbaren Versickerungsraum in das gesamte Regenwassermanagement. Es sollte kein Baum gepflanzt werden, ohne dass ein zukunftsfähiges Bewässerungskonzept sein natürliches Gedeihen gewährleistet. Wir wollen gereinigtes Regenwasser sinnvoll nutzen – für ein ganzjährig gesundes Stadtgrün“, sagt Thorin Oesterle. Bereits zum Planungsstart eines Städteneubaus oder einer Sanierung sollte die Konzeption einsetzen. „Frühzeitige Beratung gibt urbanen Bauprojekten entscheidende Impulse in puncto Nachhaltigkeit, Sparsamkeit und Langlebigkeit.“
Wasser muss sauber sein, um in Wurzelräume eingeleitet zu werden, daher wird Stadtgrün zumeist noch mit wertvollem Trinkwasser bewässert. „Das ist der Ausgangspunkt für neue Lösungen, um immer weniger Trinkwasser in diesem Bereich zu verwenden“, so Oesterle. „Mit der Filtersubstratrinne Drainfix Clean gewinnen wir aus Niederschlägen gereinigtes Wasser und schlagen damit im Entwässerungssystem zwei Fliegen mit einer Klappe: Schutz vor Auswirkungen bei Starkregenereignissen und Regenwassermanagement auf der einen Seite – Gewinnung von Wasser für die Baumbewässerung auf der anderen Seite.“
Wie wird das Wasser gereinigt?
Systeme für das Regenwassermanagement müssen in der Lage sein, große Mengen von Wasser zu sammeln und abzuleiten. Damit es entsprechend vor Ort genutzt oder versickert werden kann, soll dabei auch die wichtigste ökologische Anforderung erfüllt werden: Schadstoffe, die mit den Abflüssen transportiert werden, müssen herausgefiltert und zurückgehalten werden. Hauraton hat dafür bereits ein optimal abgestimmtes, technisches Substrat im Einsatz. Carbotec ist ein carbonathaltiges Filtersubstrat, das für das Prinzip der Oberflächenfiltration ausgelegt wurde. Das Filtermaterial kann in einer herkömmlichen Entwässerungsrinne oder als technisches Substrat in Grünmulden zum Einsatz kommen.
Carbotec wirkt als starker ökologischer Helfer
Carbotec ist ein Filtersubstrat mit einer speziellen Sieblinie. Es garantiert die Oberflächenfiltration und verhindert die Tiefenverlagerung von Schadstoffen.
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Nach und nach baut sich aus organischem Material ein Filterkuchen auf dem Filtersubstrat auf. Er unterstützt den Filterprozess und wird zum Sekundärfilter.
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Der Filterkuchen ist ein ökologischer Helfer zur Reinigung des ablaufenden Regenwassers in der Filterrinne.
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„Die Filtersubstratrinne Drainfix Clean ist ein Multitalent“, so Claus Huwe, Entwässerungsexperte und Produktentwickler bei Hauraton. „Sie ist ausgesprochen belastbar und deshalb für stark befahrene Straßen und Flächen geeignet. Zudem ist sie sehr aufnahmefähig und dadurch in der Lage, das Oberflächenwasser schon zu reinigen, während es abgeleitet wird.“
Der zusätzlich zum Filtersubstrat vorhandene Retentionsraum im Entwässerungssystem bietet Sicherheit, wenn große Regenmengen auftreten, so wie sie zunehmend zu verzeichnen sind. Was die Drainfix Clean aber im Kern zur wahren Ökorinne macht, ist das Filtersubstrat. Hier entfaltet das rein mineralische Substrat Carbotec seine Wirkkraft. Es bindet innerhalb der Rinne Schadstoffe und reinigt das eingehende Regenwasser von Schmutz – und zwar vor dem Versickern oder der Weiterverwendung zum Beispiel für die Bewässerung. Dies ist für Natur und Umwelt von großer Wichtigkeit, aber auch für die Baumgesundheit, wenn es bei Pflanzgruben zum Einsatz kommt. Das Substrat mit seinem hohen Carbonatgehalt wird in die Rinnenunterteile gefüllt, wo es über lange Zeiträume seiner effizienten Reinigungsleistung nachgeht, gelöste Schwermetalle bindet und selbst Feinstpartikel erfolgreich filtert.
Was Carbotec leistet – und wie
Das Filtersubstrat kann in einer dezentralen Regenwasserbehandlungsanlage verwendet werden. „Als rein mineralisches Substrat ist es witterungsunempfindlich, es kann sich nicht zersetzen und enthält keine giftigen Stoffe“, erklärt Huwe. Carbotec ist nicht nur ökologisch unbedenklich, sondern verfügt zudem über eine spezielle Sieblinie. „Diese ist in der Lage, auch sehr kleine Partikel zurückzuhalten“, so Huwe weiter. Das ist von hoher Relevanz, denn die meisten Schadstoffe, die von Verkehrsflächen abfließen, sind an Partikel kleiner als 63 Mikrometer gebunden. Diese muss das Filtersubstrat zurückhalten, so dass das Wasser tatsächlich in einem großen Umfang gereinigt ins Grundwasser oder auch in Oberflächengewässer eingeleitet werden kann. Das gereinigte Wasser kann somit vor Ort direkt wieder dem Wasserkreislauf zugeführt, und eine Einleitung in das Kanalsystem vermieden werden. Dies entlastet die öffentlichen Netze und wirkt zugleich den Folgen der Oberflächenversiegelung entgegen.
Eine Reinigungsleistung lässt sich beziffern. Und sie hängt von verschiedenen Faktoren ab. Regelwerksgemäße Sedimentationsanlagen, die gänzlich ohne Filtersubstrat arbeiten, erreichen selbst im Falle einer auf 4 m/h reduzierten Beschickung eine Reinigungsleistung von maximal 40 Prozent beim Rückhalt von Feinstpartikeln. Hier schafft Carbotec eindeutige Überlegenheit. Die Leistung dieses Substrats ist so hoch, dass nachweislich mehr als 99 Prozent der Schadstoffe aus dem Wasser herausgefiltert werden. Schwermetalle wie zum Beispiel Zink und Kupfer werden dauerhaft über viele Jahre gebunden.
Oberflächenfiltration – Tiefenfiltration
Trockenrisse auf intaktem Substrat
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Darüber hinaus unterscheidet man zwischen Substraten zur Oberflächen- und zur Tiefenfiltration. Bei der ersten handelt es sich um eine langsame Filtration durch ein feineres Substrat mit einem größeren Filterwiderstand, welches selbst kleinste Partikel an der Filteroberfläche zurückhält. Gleichzeitig gewährleistet es eine sehr homogene Durchströmung. Die Reinigungsleistung ist dauerhaft und dadurch betriebssicher – auch bei Starkregen, Frost und Tausalzeinsatz sowie extremen Trockenperioden. Bei durchlässigeren Substraten der Tiefenfiltration hingegen werden die Partikel innerhalb des Filterkörpers zurückgehalten. Um Laborprüfungen mit derartigen Substraten sicher zu bestehen, sind diese meist zusätzlich mit sorptiven Anteilen für den Rückhalt gelöster Schwermetallprüfsubstanzen ausgestattet. Allerdings ist in der Realität eine Freisetzung bereits daran gebundener Schwermetallionen durch harmlose Begleitionen, die in der Selektivitätsreihe höher stehen, im Straßenabfluss leicht möglich. Der Feinpartikelrückhalt ist im Gegensatz zur Oberflächenfiltration auf die verfügbare Beladungskapazität innerhalb des Filterkörpers begrenzt. Bei Überschreitung der Kapazitätsgrenze findet ein Durchgang statt. Huwe: „Dieser sogenannter Filterdurchbruch sollte unbedingt vermieden werden, weil dadurch zu einem bestimmten Zeitpunkt keine Betriebssicherheit mehr gewährleistet werden kann. Das heißt, diese Filter müssen zeitnah gewartet werden.“
Teamarbeit: Das Substrat macht Natur und Technik zu Kooperationspartnern
Das System für die sichere Ober-flächenfiltration – die Filter-substratrinne Drainfix Clean von Hauraton mit Filterrohr und dem Carbotec-Substrat .
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Ein großer Vorteil von Carbotec ist seine Langlebigkeit sowie die Fähigkeit, selbst die schon herausgefilterten Stoffe noch „einzuspannen“ und für den weiteren Filterprozess nutzbar zu machen. Diese „arbeiten“ dann im Substrat weiter an der guten Sache mit. Und das geht so:
Die sich mit der Zeit aus dem Straßenschmutz aufbauenden Filterkuchen bilden mit vielen Inhaltsstoffen des Straßenabflusses wertvolle Sekundärfilter. Diese sollten aus Gründen der Nachhaltigkeit erst dann ausgetauscht werden, wenn beispielsweise in der Filterrinne ein Drittel des Überstauvolumens ausgefüllt ist oder etwa in einer Grünmulde die Durchlässigkeit auf Grund zu hoher, ausschließlich mineralischer feinpartikulärer Feststofffrachten nicht mehr ausreicht.
Filterkuchen bestehen aus sehr vielen Stoffen, die im Verkehrsflächenabfluss mit zum Ablauf kommen. Beispiel Eisen: Eisen oxidiert zu Eisenoxid/Eisenhydroxid und ist ein hervorragender Binder für Schwermetalle. „Würde dies vorzeitig entnommen, ginge dem Kuchen ein ökologischer Helfer zur Reinigung des ablaufenden Regenwassers verloren“, betont Huwe. Da dezentrale Rinnenfiltersysteme große Mengen des Eisens der Verkehrsflächenabflüsse aufnehmen, lassen sich dadurch hohe Wirkungsgrade, vergleichbar zu den Bodenretetionsfilteranlagen erreichen.
„Die Stadt ist ein Stress-Standort für Pflanzen. In der Stadt ist es üblicherweise wärmer, der Platz ist
sehr begrenzt und der Boden ist oft verdichtet. Es kommt auf die Baumauswahl an. Dafür ist die richtige Einschätzung des Standortes wichtig: Ist er sonnig oder eher schattig, mit welchen Temperaturen ist zu rechnen,
wie viel Niederschlag fällt üblicherweise und welcher Boden liegt vor.“
Dr. Philipp Schönfeld, Berater für Pflanzenverwendung. Schönfeld ist Buchautor, früherer Arbeitsbereichsleiter am Institut für Stadtgrün und Landschaftsbau der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, ehemaliger Bauleiter und sitzt als Experte in unterschiedlichen Gremien.
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Gleiches gilt für organische Stoffe, so etwa Blütenblätter oder Herbstlaub – alles Stoffe, die von Kleinlebewesen und Mikroorganismen benötigt werden. Das Filtersystem toleriert problemlos auch sehr laubreiche Einbaustandorte, was die Verwendung in der Nähe von Baumstandorten erlaubt. Mehr noch, der Laubeintrag sorgt sogar für die hervorragende Belebung des Filterkuchens und unterstützt die Reinigungsleistung. Durch mikrobielle Zersetzung werden organische Schadstoffe weitgehend abgebaut. „Das ist wie Fastfood für Organismen, die davon leben. Somit tragen diese Lebewesen durch Zersetzung dazu bei, dass die Durchlässigkeit des Filters erhalten bleibt. Das wiederum bewahrt die hydraulische Leistung dauerhaft im Praxiseinsatz“, erläutert Huwe. Unterstützung aus der Natur kommt also mit dem Abflusswasser ganz praktisch frei Haus – Umwelt und Technologie arbeiten in der intelligenten Lösung partnerschaftlich Hand in Hand.
Schadstoffe im Grundwasser vermeiden
Filtersubstrat wird in die Rinne eingefüllt und auf ein gleiches Niveau gebracht. Die Filterrinnen bieten zudem einen ausreichenden Retentionsraum, um auch stärkere Regenereignisse aufnehmen zu können.
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Im innerstädtischen Bereich konkurriert der Baum mit notwendigerweise versiegelten Flächen. Luftverschmutzung und Tausalzeinsatz sind zusätzliche Herausforderungen für ein gesundes Wachstum.
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Querschnitt einer Baumgrube , die mit gereinigtem Wasser von Verkehrsflächen bewässert wird.
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Baumgruben brauchen einen speziellen Schichtaufbau damit Wasser in den Wurzelraum gelangen kann und gleichzeitig die Sicherheit für den angrenzenden Verkehrsraum gewährleistet ist. Skeletterde ist ein wichtiger Bestandteil für den Schichtaufbau.
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Stadtbäume haben üblicherweise wenig Raum für ein gesundes Wachstum zur Verfügung. Regenwasser aus Verkehrsabflüssen müssen vor der Nutzung zur Bewässerung behandelt werden.
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Neben den technischen und ökologischen Aspekten ist es zugunsten eines ausgewogenen Regenwassermanagements wichtig, flexible und umweltgerechte Lösungsmodule für vielfältige Herausforderungen zu bieten. Die Anforderungen unterscheiden sich, je nachdem ob eine reine Wohngegend mit geringem Durchgangsverkehr oder ein Industriegebiet mit LKW-Verkehr und dem Gebrauch von Gabelstaplern und schwerem Gerät zu entwässern ist. Das betrifft sowohl die Schadstoffbelastung im Oberflächenwasser als auch die Belastbarkeit der Systeme zur Entwässerung und Regenwasserbehandlung. Hauraton schafft passgenaue Lösungen – mit kombinierfähigen Produkten.
Baumgruben brauchen Wasser
Bäume haben in urbanen Bereichen oft wenig Raum für eine gesunde Entwicklung. Der Wurzelraum bildet dabei das Herzstück für Wachstum und ein dauerhaft schönes Aussehen. Gleichzeitig sind die Anforderungen des Straßen- und Tiefbaus zu berücksichtigen. Unkontrolliertes Wurzelwachstum könnte Leitungen oder Straßenverlauf beschädigen, das sollte verhindert werden. Zudem müssen Areale in Verkehrsnähe verdichtet sein. Bäume benötigen jedoch für ihre Wurzeln offenporige Böden. Diese gegensätzlichen Anforderungen gilt es unter einen Hut zu bringen. Dafür sind bereits in einer frühen Planungsphase die Weichen zu stellen.
Zum einen sind die geeigneten Bäume und Pflanzen auszuwählen. Dabei sind klimatische Bedingungen zu beachten, aber auch wie der Baum später einmal aussehen wird. Ausladende Bäume sind oft weniger geeignet als solche mit schmaler Kronenbreite. Zum anderen ist Raum für Wurzeln zu planen. Wurzeln benötigen Platz, sodass sich sowohl die Pflanze entfalten als auch ausreichend Wasser an den Baum gelangen kann. Basis dafür ist eine verdichtbare Schotterschicht, die Raum für Wurzeln und deren Versorgung mit Wasser lässt und die gleichzeitig die Sicherheit für den angrenzenden Verkehrsraum gewährleistet.
Für eine sichere und unkomplizierte Bewässerung des Baumes bietet sich Niederschlagswasser an. Voraussetzung für die Nutzung der Abflüsse von Verkehrsbereichen ist eine zuverlässige Reinigung. Schadstoffe müssen zurückgehalten werden, denn für die Bewässerung ist sauberes Wasser zu verwenden. Tropföle, Mikroplastik oder Reifenabrieb können mit den Drainfix Clean Filtersubstratrinnen sicher herausgefiltert werden. Im innerstädtischen Bereich herrschen zudem erhöhte Belastungen wie beispielsweise Luftverschmutzung und Tausalzeinsatz. Gerade in Straßennähe lässt sich insbesondere der Tausalzeintrag mangels Alternativlosigkeit nicht vermeiden.
Tausalz minimieren
Tausalz wird im Regen- oder Schmelzwasser gelöst und kann nicht aus den Abflüssen herausfiltert werden. Der Einsatz von Tausalz ist allerdings alternativlos und lässt sich nach heutigem Stand nicht gänzlich vermeiden. „Üblicherweise handelt es sich dabei um Natriumchlorid, da andere Materialien wesentlich teurer sind und nur sehr selten eingesetzt werden. Tausalz allerdings schädigt die Pflanzen, sobald es aufgenommen wird. Es wirkt im Wurzelbereich toxisch und im schlimmsten Fall stirbt der Baum oder Strauch ab. Der Salzeintrag muss also minimiert werden“, resümiert Huwe.
Thorin Oesterle rät, bei der Planung das Regenwassermanagement ganzheitlich zu denken: „Um Baumstandorte also mit gereinigtem Regenwasser zu versorgen, wird das Niederschlagswasser von der Kanalisation entkoppelt. Nach der Reinigung könnte es ins Grundwasser versickern, soll aber zunächst an den Baum geleitet werden. Es wird mit Drainagerohren und Verteilerschächten zu den Wurzelräumen geführt. Überschüssiges Wasser kann anschließend versickert oder abgeleitet werden.“
Um zu vermeiden, dass Tausalz in die Baumgruben gelangt, gibt es verschiedene Ansätze. Das Setzen von Absperrschiebern erfordert ein manuelles Eingreifen. „Mit der Berechnung über die Clausius-Clapeyron-Formel wird die thermodynamische Gesetzmäßigkeit genutzt, dass Niederschläge bei geringeren Temperaturen weniger intensiv sind“, erläutert Huwe weiter. „Nur der Anteil der höheren Niederschlagsintensität wird den Bäumen zugeführt – üblicherweise im Sommer bei hohen Temperaturen und damit stärkeren Regenereignissen. Damit funktioniert die Salzentfrachtung ohne manuelles Eingreifen mit hoher Sicherheit. Hauraton unterstützt dabei, Wasserressourcen sparsam und umweltgerecht zu nutzen und urbanes Grün auch in trockenen Perioden ausreichend zu bewässern.“
Hauraton GmbH & Co. KG
Drainfix Clean Rinnen sammeln, reinigen und leiten Niederschlagswasser ab. Sie sind hoch belastbar und benötigen über lange Zeiträume keine Wartung.
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Doch wieviele Quadratmeter versiegelter Fläche können an einen Meter Rinne angeschlossen werden? Hauraton empfiehlt für die Regenwasserbehandlung ein Flächenverhältnis von 1,5 bis 2,5 Prozent. Das bedeutet beispielsweise, dass an die Drainfix Clean 300 (pro Meter) mühelos zwölf bis 16 Quadratmeter angeschlossen werden können oder an die Drainfix Clean 400 mindestens 18 Quadratmeter. In Fällen, in denen nur eine begrenzte Menge an Regenwasser vor der Einleitung behandelt werden muss – in Nordrhein-Westfalen muss bei Einleitung in Oberflächengewässer die Intensität bis 15 Liter pro Sekunde behandelt werden – können an die Drainfix Clean 300 unkompliziert 42 Quadratmeter an Fläche angeschlossen werden. Allerdings muss für einen Überlauf gesorgt sein, damit die Entwässerung auch bei Starkregen sicher gewährleis-tet ist – je kleiner die Filterfläche ist, desto größer wird die Feststofflast. Zu kleine Filterflächen führen automatisch zu hohem Wartungsaufwand.
