Größenbestimmung von Dachrinnen

Die Bemessung von Dachrinnen wird nach der europäischen Norm EN 12056 Teil 3 „Dachentwässerung, Planung und Bemessung“ (2001) durchgeführt. Ergänzend dazu sind in der DIN 1986 „Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke“ Teil 100 (2008) weitere Bestimmungen für Deutschland festgelegt. Die Berechnung anhand dieser Normen ist komplex und ohne entsprechende Hilfsmittel kaum durchführbar. Die Berechnung der Rinnengröße nach DIN wird in der Praxis besonders bei innenliegenden Rinnen mit erhöhtem Risiko gefordert. Dazu kommen umfangreiche Tabellen und Diagramme wie z.B. in der Fachinformation „Bemessung von vorgehängten und innenliegenden Rinnen“ des ZVSHK zum Einsatz. Genauer, rationeller und zudem praktischer gelingt die Berechnung mit entsprechenden Computerprogrammen. Zur Berechnung vorgehängter Rinnen werden oft unterschiedliche Online-Programme oder solche, die im Zusammenhang mit den ZVSHK-Fachregeln eingesetzt werden können, genutzt.

Dieser Beitrag stellt ein anwenderfreundliches Programm vor, mit dem sowohl die Größe vorgehängter als auch innenliegender Rinnen berechnet werden kann. Um mit allen erforderlichen Eingaben ein korrektes Ergebnis zu erhalten und dieses dann auch richtig zu interpretieren, sind auch bei der Anwendung ­eines hochwertigen Berechnungsprogramms Grundkenntnisse unerlässlich. Erfahren Sie hier, worauf es bei der Anwendung des Rinnenberechnungsprogramms von KL-Soft ankommt und wie es gehandhabt wird.

1. Vorgaben

Um korrekte Ergebnisse zu erhalten, sollten folgende Vorgaben richtig und komplett eingegeben werden.

1.1 Meteorologische Vorgaben

Für die Größenbestimmung der Rinne sind zwei Niederschlagswerte maßgebend: die Regenspende beim sogenannten Berechnungsregen und die beim Jahrhundertregen. Die Regenspende beim Berechnungsregen ist der Mittelwert des Niederschlags (in Liter pro Sekunde mal Hektar) bei einem Regenereignis, das fünf Minuten dauert und statistisch alle fünf Jahre eintritt (Berechnungsregenspende r_5,5 in l/(s·ha)). Die Regenspende beim Jahrhundertregen ist der entsprechende Wert bei einem Regenereignis, das einmal in 100 Jahren vorkommt (r_5,100). Der zweite, naturgemäß höhere Wert wird für den Notüberlauf bei innenliegenden Rinnen angewendet. Die Niederschlagswerte für den jeweiligen Standort können bei örtlichen Behörden oder beim deutschen Wetterdienst erfragt werden. Im Anhang der DIN 1986-100 sind die Regenspenden für einige deutsche Städte wiedergegeben; diese sind im Berechnungsprogramm hinterlegt.

1.2 Allgemeine Eingaben zur Rinnenbeschaffenheit

• Handelt es sich um eine vorgehängte Rinne bzw. eingelegte Rinne, bei der eventuell überlaufendes Regenwasser über die Längsseite der Rinne gefahrlos abfließen kann?
• Handelt es sich um eine innenliegende Rinne, bei der immer ein Notüberlauf ins Freie vorzusehen ist?
• Wie sind Formgebung der innenliegenden Rinne (rechteckig oder trapezförmig) sowie die maximal mögliche Breite oder Höhe beschaffen?
• Sind Rinnenwinkel in den Teilstrecken vorhanden?
• Kommen Hindernisse im Wasserlauf vor?
• Sind Laubfänge angeordnet?
• Sind Notüberläufe vorgesehen?
• Ist ein erhöhtes Risiko anzunehmen?

1.3 Bauliche Vorgaben

• Bei einer Rinne mit mehreren Fallrohren ist die Eingabe der Gesamtlänge möglich, wenn die Länge und die Belastung aller Teilstrecken gleich sind.
• Bei unterschiedlicher Länge und/oder verschiedener Belastung der Teilstrecken werden die Längen getrennt eingegeben (jeweils vom Hochpunkt bis zum Ablauf). Die Rinnengröße ergibt sich dann anhand der ungünstigsten Teilstrecke.
• Die wirksame Dachfläche zu jeder Teilstrecke (A in m²). Als Einzugsfläche wird die Dachgrundfläche angesetzt (Projektion auf den Speicherboden). Bei größerem Risiko kann zur Sicherheit auch die Dachfläche angenommen werden.
• Zusätzliche Flächen, die über die Teilstrecke entwässert werden.
• Der Abflussbeiwert (C, dimensionslos, siehe Info Abflussbeiwerte)

2. Berechnung

Die Berechnung erfolgt nach den Vorgaben der DIN EN 12056 Teil 3. Danach wird zunächst der Regenwasserabfluss für jede Teilstrecke berechnet (siehe Info Regenwasserabfluss). Mit dem Regenwasserabfluss sowie den baulichen Vorgaben für die Rinne wird dann die Rinnengröße ermittelt. Die Formeln dafür sind allerdings sehr komplex (siehe Info Berechnungsformeln). In der Praxis ist eine Berechnung mit diesen Formeln und von Hand kaum durchführbar, zumal die erforderlichen Faktoren zuerst aus umfangreichen Tabellen und Diagrammen ermittelt werden müssen. Einfacher, schneller und genauer ist die Berechnung mit dem Computerprogramm von KL-Soft.

3. Programmeingaben und Ergebnisse

Alle Programmein- und -ausgaben erfolgen in nur einer Monitordarstellung (Bild 1), wodurch jede Änderung aktuell verfolgt und eventuell angepasst werden kann. Die Monitordarstellung ist dafür in verschiedene Bereiche für die Ein- oder Ausgabe eingeteilt. Beispiele dafür sind im Bild 1 rot markiert – einzelne Ausschnitte werden weiter unten erläutert. Im Programm gibt es einen Leitfaden, mit dem alle Werte nacheinander abgefragt werden. Die Eingabe ist damit sehr vereinfacht und gewährleistet, dass nichts übersehen wird. Die Ausgaben werden nach jeder Änderung aktuell angepasst und das Endergebnis kann natürlich ausgedruckt werden. Dabei wird immer die Mindestdimension der Rinne oder der Fallrohre angezeigt. Ergänzende Angaben des Programms informieren z.B. über Art und Ausführung der Rinnenabläufe. Dazu später mehr.

4. Vorgehängte Rinnen

Das erste Beispiel zeigt deutlich, dass es auch bei einer normalen vorgehängten Rinne sinnvoll sein kann, die Rinnengröße nach DIN zu berechnen.

4.1 Die Rinne

Im Planungsbeispiel 1 (siehe Info S. 32) sind die vorgegebenen Parameter der vorgehängten Rinne angegeben. Nach der Eingabe der Werte in die weißen Felder (Bild 2) erscheint das Ergebnis in den grauen Feldern: Die Belastung der Teilstrecken (und der Fallrohre) ist jeweils 10,89l/s. Die erforderliche Rinnengröße ist im Bild 3 dargestellt: In den Feldern „Standardabmessung“ ist sowohl bei halbrunden als auch bei Kastenrinnen eine 0 sowie die Werte „bis max. 7,71 l/s“ bzw. „bis max. 6,07 l/s“ angegeben. Das bedeutet, dass es keine Standardrinne gibt, die in der Lage ist, die anfallende Wassermenge abzuleiten. Die größte halbrunde Rinne (Nennmaß 500 mm) kann maximal 7,71 l/s ableiten, die größte Kastenrinne nur 6,07 l/s. In den Feldern „Maße nach Bedarf“ wird die Größe einer speziell für diesen Fall angefertigten Rinne ausgegeben. Danach muss z.B. die Breite einer rechteckigen eingelegten Rinne 230 mm, die Wasserhöhe ca. 144 mm betragen. Soll dennoch eine Standardrinne verwendet werden, gibt es in diesem Fall nur die Möglichkeit, die Anzahl der Abflüsse zu erhöhen.

Alternative mit vier Fallrohren: Innerhalb der Rinne werden zwei zusätzliche Fallrohre angeordnet. Wenn diese gleichmäßig auf die Länge verteilt sind, ist es einfacher, die Gesamtmaße für die Rinne einzugeben (gesamte Länge: 38 m, gesamte wirksame Dachfläche: 646 m² und die Anzahl der Fallrohre = 4). Zusätzlich muss die Anordnung der Fallrohre angegeben werden: Zwei der Abläufe sind jeweils an den Rinnenenden angeordnet (Bild 4). Das Ergebnis (Bild 5) lautet: Für eine vorgehängte sowie kastenförmige Rinne ist jetzt eine Standardrinne mit Nennmaß 400 mm ausreichend!

4.2 Die Rinnenabläufe

Im Feld „Abfluss-Rohr“ (Bild 6) sind für jeden Abfluss drei Werte angegeben:

• Der oberste Wert gibt den kleinstmöglichen Fallrohrdurchmesser an. Bei Fallrohr 1 (und 4) reichen als kleinstmöglicher Durchmesser 70mm aus (bei Fallrohren kleiner als DN 75 ist nach DIN EN 12056-3 allerdings das Verstopfungsrisiko zu beachten). Für die Abläufe, die von zwei Seiten angeströmt werden (2 und 3), beträgt der Mindestdurchmesser 90mm. Praktischerweise sollten alle vier Fallrohre DN 100 aufweisen. Diese Abmessungen sind aber (ebenfalls nach DIN) grundsätzlich nur dann zulässig, wenn ein trichterförmiger Übergang von der Rinne zum Fallrohr vorhanden ist.
• Der zweite Wert, das heißt die Ausführung ohne Trichter, ist mit 110mm zwar größer, aber nicht DIN-entsprechend und daher auch nicht zu empfehlen.
• Der dritte Wert gilt für Einhangstutzen. Sie sind in der Regel vom Hersteller geprüft und die Abflussleistung entspricht den Anforderungen. Da Einhangstutzen für 400er-Rinnen mit 70 oder 90mm Fallrohrdurchmesser nicht erhältlich sind, ist hier der Durchmesser mit DN 100 angegeben.

4.3 Bewertung

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Berechnung nach DIN EN 12056 Teil 3 – zumindest bei vorgehängten Rinnen – meist größere Abmessungen für die Rinne, dagegen kleinere Dimensionen für die Fallrohre ergibt, als es der Praktiker im Gefühl hat.

Zusammenfassung

In diesem Artikel wurden bei der Berechnung ausschließlich vorgehängte Rinnen behandelt. Schwieriger, komplexer, aufwendiger und wegen des in der Regel erhöhten Risikos sehr wichtig ist aber die Berechnung von innenliegenden Rinnen. Im zweiten Teil des Artikels soll darauf ausführlich eingegangen werden.

Klaus Zeller

ist Klempnermeister und war Lehrer an der Bundesfach- und Klempnermeisterschule Karlsruhe. Der Softwareentwickler für Klempner (Rinnenberechnung, Scharenberechnung und Abwicklungen) stellt hier ein Programm vor, welches in angepasster Version auch von der Suissetec übernommen wurde. Infos finden Sie unter https://www.klszeller.de/. Das Programm kann als kostenlose Demoversion unter dieser Adresse heruntergeladen werden.