Planung und Ausführung von Dachentwässerungen: Ableiten von Niederschlagswasser

Gemäß Abschnitt 5.3. der DIN 1986-100 muss das auf Dachflächen anfallende Niederschlagswasser, soweit im Einzelfall nicht anders festgelegt, gesammelt und über eine Entwässerungsanlage abgeleitet werden. Hierbei muss jede Dachfläche bzw. jeder durch die Dachkonstruktion vorgegebene Tiefpunkt über mindestens einen Dachablauf und eine Notentwässerung verfügen. Die Regenentwässerung kann über Freispiegelsysteme oder planmäßig betriebene Regenwasserleitungen mit Druckströmung erfolgen. Freispiegelsysteme werden als druckloses in der Regel teilgefülltes System geplant. Bei Regenentwässerungsanlagen mit planmäßig vollgefüllt betriebenen Rohrleitungen  Dachentwässerung mit Druckströmung), wird mit Erreichen der Berechnungsregenspende die geodätische Druckdifferenz zwischen Dachablauf und Übergang in die Freispiegelentwässerung zur Erzeugung einer leistungsfähigen Strömung genutzt. Im Gegensatz zur Freispiegelentwässerung ergeben sich kleinere Rohrdimensionen, wobei die liegenden Regenwasserleitungen – bedingt durch hohe Fließgeschwindigkeiten – gefällelos verlegt werden dürfen. Die Anforderungen für Dachentwässerungsanlagen mit Druckströmung finden sich im Abschnitt 14.3 der DIN 1986‑100.

Dach- und Rinnenabläufe

Dachabläufe müssen der DIN EN 1253-2 entsprechen oder es muss ein entsprechender baurechtlicher Verwendbarkeitsnachweis vorliegen. Der dichte Anschluss des Dachablaufs mit der Dachhaut muss sichergestellt sein. Gemäß der Flachdachrichtlinie muss der Abstand von Dachdurchdringungen (z. B. Dachablauf) untereinander und zu anderen Bauteilen (Wandanschlüssen, Bewegungsfugen oder Dachrändern) mindestens 30 cm betragen. Maßgebend ist dabei die äußere Begrenzung des Flansches.

Zur Rückstausicherheit muss bei zweiteiligen Dachabläufen eine dichte Verbindung zwischen Ablauf (Unterteil) und Aufstockelement (Oberteil) hergestellt werden. Das Abflussvermögen des Dachablaufs muss durch den Hersteller in Form von Leistungsdiagrammen oder Tabellen angegeben werden. Dachabläufe für Druckströmungen müssen für planmäßig vollgefüllt betriebene Dachentwässerungen geeignet sein. Die Messung des Abflussvermögens muss ohne Lufteintrag erfolgen. Alle Festlegungen für Dachabläufe sind sinngemäß auf Rinnen‑, Not- und Attikaabläufe übertragbar.

Bemessung der Regenentwässerungsanlagen

Das auf Dachflächen anfallende Niederschlagswasser muss planmäßig und kontrolliert abgeleitet werden. Dies erfordert eine exakte Bemessung der Regenentwässerungsanlagen gemäß Abschnitt 14.2 der DIN 1986-100. Der Regenwasserabfluss wird nach Gleichung 5 der Norm berechnet:

Q_r = r_(D,T) · C_S · A / 10.000 (l/s)

Dabei ist:

Q_r: der Regenwasserabfluss in Liter pro Sekunde (l/s)

r_(D,T): die Berechnungsregenspende in Liter pro Sekunde und Hektar [I/(s · ha)] am Gebäudestandort nach Tabelle A.1 der DIN 1986-100 oder nach KOSTRA-DWD 2010R

C_S: der Spitzenabflussbeiwert (dimensionslos) aus Tab. 9 der DIN 1986-100

A: die wirksame im Grundriss projizierte Dachfläche in Quadratmeter (m²)

Die angegebenen Regenspenden in Tab. A.1 der DIN 1986-100 gelten grundsätzlich für das Zentrum der aufgeführten Orte. Ist die Ermittlung der Regenspenden anhand von Tab. A.1 der DIN 1986-100 nicht möglich, müssen die Regenspenden mithilfe des KOSTRA-DWD-2010R bestimmt werden. Die Bemessung von Regenwasserleitungen im Freispiegelsystem erfolgt nach Abschnitt 6 der DIN EN 12056-3 bzw. Abschnitt 14.2.7 der DIN 1986-100. Die Bemessung von Einzelanschlussleitungen erfolgt wie bei Sammelleitungen, jedoch darf die Nennweite nicht geringer sein als die Nennweite des Dachablaufs. Sammelanschlussleitungen müssen wie Sammelleitungen bemessen werden. Fallleitungen dürfen keine geringere Nennweite aufweisen als die Anschlussnennweite des zugehörigen Dachablaufs bzw. der Sammelanschlussleitung. Bei der Bemessung von Fallleitungen ist ein Füllungsgrad von f = 0,33 möglich.

Fallleitungsverzüge von ≥ 10° (≥ 17,6 %) bleiben bei der Ermittlung des Abflussvermögens der Fallleitungen unberücksichtigt. Bei Fallleitungsverzügen < 10° (< 17,6 %) müssen die Fallleitungen mit dem Gefälle des Leitungsverzugs  und einem Füllungsgrad von h/di = 0,7 bemessen werden. Die Bemessung von liegenden Regenwasserleitungen (Einzel- und Sammelanschlussleitungen sowie Sammel- und Grundleitungen) erfolgt auf Basis der Prandtl-Colebrook-Gleichung mit einer betrieblichen Rohrrauheit von kb = 1,0 mm. Innerhalb des Gebäudes sind Sammel- und Grundleitungen für einen maximalen Füllungsgrad von h/di = 0,7 unter Berücksichtigung eines Mindestgefälles von J = 0,5 cm/m zu bemessen. Bei der Bemessung von Grundleitungen außerhalb des Gebäudes ist die Mindestgeschwindigkeit mit v = 0,7 m/s und eine Maximalgeschwindigkeit von v = 2,5 m/s zu berücksichtigen.

Das Mindestgefälle beträgt hier J = 1 : DN und der zulässige Füllungsgrad h/di = 0,7. Hinter einem Schacht mit offenem Durchfluss kann auf Vollfüllung ohne Überdruck (h/d = 1,0) bemessen werden. Zur Vereinfachung befinden sich im Anhang A der DIN 1986-100 Tabellen zur Bemessung von liegenden Regenwasserleitungen im Freispiegelsystem. Die Bemessungsmethoden für planmäßig vollgefüllt betriebene Dachentwässerungsanlagen (Druckströmung) befinden sich im Abschnitt 14.3 der DIN 1986-100. Vorgehängte Rinnen aller Querschnittsformen werden nach DIN EN 12056-3, Abschnitt 5.1, bemessen. Hierbei gelten Rinnen mit einem Gefälle bis zu 3 mm/m als gefällelos. Alternativ können halbrunde und kastenförmige Rinnen gemäß Abschnitt 14.4 der DIN 1986-100 bemessen werden. Die Anforderungen an innen liegende und eingebaute Rinnen einschließlich der erforderlichen Notentwässerung befinden sich im Abschnitt 14.4.2 der DIN 1986-100, wobei die Bemessung nach Abschnitt 5.2 der DIN EN 12056-3 erfolgt.

Die Notentwässerung

In den letzten Jahrzehnten kam es durch immer extremere Starkregenereignisse vermehrt zum Einsturz von Flachdächern durch statische Überlastung. Die Dacheinstürze entstanden überwiegend durch eine fehlende oder unzureichende Notentwässerung. Zur Vermeidung solcher Schadensereignisse ist eine exakte Planung, Bemessung und Ausführung von Notentwässerungen erforderlich. Gemäß Abschnitt 5.3.1 der DIN 1986-100 muss jede Dachfläche bzw. jeder durch die Dachkonstruktion vorgegebene Tiefpunkt über eine Notentwässerung verfügen. Nach Abschnitt 5.9 können zur Notentwässerung entweder Notüberläufe, z. B. durch Öffnungen in der Attika, oder Notabläufe, z. B. Notabläufe mit Rohrsystemen, eingesetzt werden. Notabläufe können als Attikaabläufe frei durch die Attika entwässern. Die Notentwässerung darf nicht an die Entwässerungsanlage angeschlossen, sondern muss mit freiem Auslauf auf schadlos überflutbare Grundstücksflächen abgeleitet werden. Von jedem Dachablauf aus muss ein freier Abfluss auf der Dachabdichtung zu einer Notentwässerung mit ausreichendem Abflussvermögen vorhanden sein. Lässt die Dachgeometrie eine freie Notentwässerung über die Fassade nicht zu, muss zur Sicherstellung der Notentwässerungsfunktion ein zusätzliches Leitungssystem mit freiem Auslauf auf das Grundstück diese Aufgabe übernehmen. Rohrsysteme zur Notentwässerung sind als Freispiegelsysteme oder als planmäßig vollgefüllt betriebene Systeme mit Druckströmung zu bemessen.

Wichtiger Hinweis: Nur in Ausnahmefällen kann auf eine Notentwässerung verzichtet werden. Im Kommentar zur DIN 1986-100 heißt es hierzu: „Nur bei planmäßig vorgesehener Regenrückhaltung auf Flachdächern in Massivbauweise, die dafür statisch berechnet sind, kann auf eine Notentwässerung verzichtet werden. Dabei sollte die Dachkonstruktion einen Einstau bis zur Attikahöhe aufnehmen können.“ [1]

Nach Abschnitt 14.2.6 der DIN 1986-100 müssen das Dachentwässerungs- und Notentwässerungssystem gemeinsam mindestens den am Gebäudestandort über fünf Minuten zu erwartenden Jahrhundertregen r(5,100) entwässern können. Alle Regenereignisse bis zum Jahrhundertregen dürfen die statischen Reserven der Tragwerkskonstruktion nicht überschreiten. Somit wird das Mindestabflussvermögen der Notentwässerung nach folgender Gleichung (7) berechnet:

Q_NOT = (r_(5,100) − r_(5,5) · C_S) · A / 10.000 (l/s)

Dabei ist:

Q_NOT: das Mindestabflussvermögen der Notentwässerung in Liter pro Sekunde (l/s)

r_(5,100): der über fünf Minuten zu erwartende Jahrhundertregen am Gebäudestandort nach Tab. A.1 der DIN 1986-100 oder nach KOSTRA-DWD 2010R in Liter pro Sekunde und Hektar [I/(s · ha)]

r_(5,5): die über fünf Minuten am Gebäudestandort zu erwartende fünfjährige Berechnungsregenspende nach Tab. A.1 der DIN 1986-100 oder nach KOSTRA-DWD 2010R in Liter pro Sekunde und Hektar [I / (s · ha)]

C_S: der Spitzenabflussbeiwert nach Tab. 9 der DIN 1986-100

A: die wirksame im Grundriss projizierte Dachfläche in Quadratmetern (m²)

Ist ein außergewöhnliches Maß an Schutz für ein Gebäude, z. B. Flughafengebäude, Forschungszentrum oder Klinikum, erforderlich, sollte gemäß DIN 1986-100, Abschnitt 14.2.6, die Notentwässerungsanlage allein den Jahrhundertregen (r5,100) sicher ableiten können. Hierbei ist die Ableitung des Jahrhundertregenereignisses selbst bei Ausfall der Dachentwässerungsanlage, z. B. durch Rückstau im Regenentwässerungssystem oder verschmutzte Dachabläufe, sichergestellt.

Nach DIN 1986-100, Abschnitt 14.2.6, gelten folgende Grundanforderungen an die Konstruktion von Notentwässerungen: „Die Addition der Druckhöhen am Dachablauf und an der Notentwässerung ergibt die maximale Überflutungshöhe auf dem Dach. Die maximale Überflutungshöhe auf dem Dach muss mit dem Tragwerksplaner (Statiker) abgestimmt werden. Die aus der Überflutungshöhe resultierende Flächenlast über dem Entwässerungstiefpunkt (Dachablauf) darf den statisch zugelassenen Wert für die Dachkonstruktion nicht überschreiten. Kann dieses Ziel nicht erreicht werden, muss die Dachkonstruktion mindestens im Bereich der Gefälletiefpunkte verstärkt werden.“ Eine Alternative zur Verstärkung der Dachkonstruktion in den Gefälletiefpunkten ist der Einbau von Notabläufen mit eigenem Leitungssystem und freiem Auslauf auf schadlos überflutbare Grundstücksflächen. Die resultierende Überflutungshöhe ergibt sich entweder aus der Addition der Druckhöhen h am Dachablauf und der Notentwässerungsströmung zur Öffnung in der Attika oder aus der Addition der Druckhöhen h am Dachablauf und am Notablauf. In der Praxis muss der Sanitärplaner zunächst vom Tragwerksplaner bestätigt bekommen, mit welcher zusätzlichen Last die Dachkonstruktion beaufschlagt werden darf, wobei jede 100 kg/m² einer zulässigen Wasserhöhe von 100 mm entsprechen. Die Angaben der Tragwerksplaner bezüglich der zusätzlichen statischen Dachlasten beziehen sich erfahrungsgemäß in den häufigsten Fällen auf die zulässigen Schnee- und Eislasten am Gebäudestandort. Die benötigten Druckhöhen h in mm für Dach- und Notabläufe können der Tabelle 10 der DIN 1986-100 entnommen werden. Die Summe der Druckhöhen h für Dach- und Notablauf darf den maximal zulässigen Wasserstand auf dem Dach nicht überschreiten.

Bei den Angaben in Tab. 10 der DIN 1986-100 handelt es sich um Mindestanforderungen für Dach- und Notabläufe. Diese Werte sind allgemeingültig und optimal anzuwenden, wenn z. B. in der Vorplanungsphase noch kein Fabrikat für die Abläufe feststeht. Sobald dies aber der Fall ist, sollten die Angaben für das Abflussvermögen und die Druckhöhe h der Ablaufhersteller verwendet werden. Ist eine Notentwässerung über Öffnungen in der Attika möglich, kann die Differenz zwischen statisch zulässiger Last und der Druckhöhe am Dachablauf h als Druckhöhe h für die Notentwässerungsströmung genutzt werden.

Beispiel: Der Tragwerksplaner hat eine zusätzliche Last von 150 kg/m² bestätigt. Aus Tab. 10 der DIN 1986-100 ergibt sich für die vorgesehenen Dachabläufe DN 100 bei Schwerkraftentwässerung eine Druckhöhe (Stauhöhe) h von 35 mm. Von den 150 mm maximaler Wasserhöhe verbleiben somit 115 mm als Druckhöhe h für die Notentwässerungsströmung zu den Öffnungen in der Attika.

Gemäß DIN 1986-100, Abschnitt 14.2.6, muss die Unterkante der Notentwässerung oberhalb der erforderlichen Druckhöhe h für den gewählten Dachablauf liegen. Damit soll erreicht werden, dass die Notentwässerung erst anläuft, wenn der Berechnungsregen r(5,5) überschritten wird, bei Notabläufen z. B. durch einen Anstauring.

Die Größe von rechteckigen Notüberläufen kann gemäß Abschnitt 14.5.2 der DIN 1986-100 rechnerisch oder mithilfe von Bild 39 der Norm bestimmt werden.

Es gilt die folgende Gleichung 17:

L_W = Q_NOT · 24.000 / h^1,5 (mm)

Dabei ist:

L_W: die Breite des Notüberlaufs in mm

h: die Druckhöhe am Notüberlauf in mm

Q_NOT: das Abflussvermögen des Notüberlaufs in Liter pro Sekunde (l/s)

Für runde Notüberläufe kann die Bemessung nach Abschnitt 14.5.3 der DIN 1986-100 erfolgen. Da die rechnerische Ermittlung von runden Notüberläufen relativ kompliziert ist, stehen zur Bemessung Bild 40 und Bild 41 der DIN 1986-100 zur Verfügung. Bei vorgehängten Rinnen ist keine zusätzliche Notentwässerung erforderlich. Die normenmäßige Bemessung von vorgehängten Rinnen ist abgestimmt auf den Berechnungsregen bei Vollfüllung der Rinne. Bei Regenereignissen oberhalb des Berechnungsregens erfolgt die Notentwässerung über die Vorderkante der Rinnenlängsseite. Innen liegende und eingebaute Rinnen benötigen aus Sicherheitsgründen eine leistungsfähige Notentwässerung. Die genaue Vorgehensweise für die Planung und Ausführung wird im Abschnitt 5.7.4.3 erläutert, siehe hierzu auch [2].

Entwässerung von begrünten Dächern

Für Planung, Bau und Instandhaltung von Dachbegrünungen gelten die FLL – Dachbegrünungsrichtlinien. Diese gelten für Intensivbegrünungen, einfache Intensivbegrünungen und Extensivbegrünungen auf Dächern und Decken, z. B. Hallendächern, Dachterrassen, Tiefgaragen und anderen Bauwerksdecken mit einer Überdeckungshöhe bis 2,0 m. Die zugehörigen Regenentwässerungsanlagen und Notentwässerungen müssen in Übereinstimmung mit der DIN 1986-100 und der DIN EN 12056-3 geplant, bemessen und ausgeführt werden. Zur Notentwässerung von Flachdächern mit Dachbegrünung können Notüberläufe oder Notabläufe mit Rohrsystemen eingesetzt werden.

Der Zufluss zu den Notüberläufen/Notabläufen darf durch den Schichtaufbau der Dachbegrünung, Randeinfassungen oder sonstiger Hindernisse nicht beeinträchtigt werden. Der Nahbereich der Notüberläufe/Notabläufe ist so zu gestalten, dass das Wasser ungehindert abfließen kann und jederzeit eine Sichtkontrolle möglich ist. Dieser Bereich ist von Bewuchs frei zu halten. Gemäß DIN 1986-100, Abschnitt 5.8.3, sind Dach- bzw. Notabläufe gegen Zuwachsen durch die Begrünung zu schützen, z. B. durch einen mindestens 50 cm breiten Rand aus Kies. Für Dächer mit Dachbegrünungen muss ein statischer Nachweis unter Berücksichtigung der Sollwassertiefe für die Notentwässerung erbracht werden.

Entwässerung von Umkehrdächern

Das Umkehrdach ist eine Sonderform des Warmdaches. Der Name rührt daher, dass der Schichtenaufbau, bei dem die Wärmedämmung im Nassen liegt, umgekehrt zur klassischen Warmdachkonstruktion ausgeführt ist. Beim Umkehrdach wird die Dachabdichtung direkt auf die tragende Konstruktion aufgebracht, wobei die Dämmebene auf der Abdichtung liegt. Da hierbei Regenwasser durch die Fugen der Wärmedämmung und dann weiter über die Dachabdichtung zu den Abläufen fließt, darf die Wärmedämmung weder Wasser aufnehmen noch quellen oder schrumpfen. Als Auflast können Kiesschüttungen, Begrünungen oder Plattenbeläge dienen. Bei Umkehrdächern ist die Notentwässerung grundsätzlich oberhalb der höchsten Entwässerungsebene anzuordnen und statisch nachzuweisen. Für die Bemessung der Regenentwässerungsanlage sowie der Notentwässerung sind die Berechnungsmethoden der DIN 1986-100 anzuwenden.

Inspektion und Wartung

Regelmäßige Inspektion und Wartung sind unabdingbar für den ordnungsgemäßen Betrieb von Dachentwässerungsanlagen. Damit das Niederschlagswasser zu jedem Zeitpunkt sicher abfließen kann, sind die Überprüfung und Reinigung von Dach- und Notabläufen sowie der Rinnen und Wasserkästen hierbei von entscheidender Bedeutung. Die Anforderungen an die Inspektion und Wartung von Dachentwässerungsanlagen sind in der DIN 1986-3 festgelegt. Gemäß der Flachdachrichtlinie umfassen Inspektionen die Feststellung des Zustands der Abdichtung nach Augenschein, einschließlich der An- und Abschlüsse sowie der Dachdurchdringungen. Inspektionen sollten zweimal jährlich durch qualifiziertes Fachpersonal durchgeführt werden. Hierfür sollte ein Inspektionsvertrag abgeschlossen werden.

Bei der Wartung sollen u. a. folgende Arbeiten durchgeführt werden:

• die Beseitigung von Verschmutzungen, Laub und unerwünschtem Pflanzenbewuchs
• die Reinigung der Dachabläufe, Rinnen und Wasserkästen sowie
• das Ausgleichen von Kiesverwehungen

Auszug aus Tabelle A.1 der DIN 1986-100 am Beispiel der Stadt Bonn

Tabelle: Bernd Ishorst

Auszug aus Tabelle 9 der DIN 1986-100 – Spitzenabflussbeiwerte für Dächer

Tabelle: Bernd Ishorst

* siehe auch CS-Werte in den FLL Dachbegrünungsrichtlinien

Auszug aus Tabelle 8 der DIN EN 12056, Teil 3 – Abflussvermögen von senkrechten Regenwasserfallleitungen

Tabelle: Bernd Ishorst

Auszug aus Tabelle 10 der DIN 1986-100: Erforderliche Druckhöhe h am Dachablauf zur Erreichung des Mindestabflusses nach DIN EN 1253-2

Tabelle: Bernd Ishorst

Spitzenabflussbeiwerte gemäß FLL – Dachbegrünungsrichtlinien

Tabelle: Bernd Ishorst

Literatur

[1] Heinrichs, F.-J., Rickmann, B., Sondergeld, K.-D., Störrlein, K.-H.: Kommentar zur DIN 1986-100, 6., überarbeitete und erweiterte Auflage, Beuth Verlag GmbH, 2016
[2] Zentralverband Sanitär Heizung Klima [Hrsg.]: Fachinformation Bemessung von vorgehängten und innen liegenden Rinnen, Ausgabe August 2005
DIN 1986-100:2016-12 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Teil 100: Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056
DIN 1986-3:2004-11 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Teil 3: Regeln für Betrieb und Wartung
DIN EN 12056-3:2001-01 Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden – Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung
DIN EN 1253-2:2015-03 Abläufe für Gebäude – Teil 2: Dachabläufe und Bodenabläufe ohne Geruchverschluss
Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks – Fachverband Dach‑, Wand- und Abdichtungstechnik e. V. und Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e. V. – Bundesfachabteilung Bauwerksabdichtung (Hrsg.): Fachregel für Abdichtungen – Flachdachrichtlinie; Ausgabe Mai 2019; Berlin
Forschungsgesellschaft für Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. [Hrsg.]: Dachbegrünungsrichtlinien – Richtlinien für die Planung, Bau und Instandhaltungen von Dachbegrünungen, 6. Ausgabe, 2018

Der Autor

Bernd Ishorst
Bernd Ishorst ist Berater, Fachautor und Referent für Entwässerungstechnik sowie langjähriges Mitglied im DIN-Normenausschuss NA 119-05-02 AA „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke“.

bernd.ishorst@gmx.de