Bemessung von Dach­entwässerungssystemen

Die Berechnung der Dachentwässerungssysteme erfolgt heute nach DIN EN 12056-3 in Verbindung mit der DIN 1986-100. Sie basiert auf der zu erwartenden Regenmenge am Standort des Gebäudes und einem hydraulischen Nachweis. Es wird grundsätzlich zwischen außenliegenden und innenliegenden Rinnen unterschieden. Für die Berechnung ersterer wird der Berechnungsregen r(5,5) herangezogen. Dieser Wert gibt die maximale Regenmenge innerhalb von fünf Minuten in fünf Jahren am Standort an. Innenliegende Rinnen hingegen werden mit dem Jahrhundertregen r(5,100) bemessen. Dabei handelt es sich um ein Starkregenereignis, wobei die maximale Regenmenge innerhalb von fünf Minuten in 100 Jahren herangezogen wird. Die Regenmengen können bei den örtlichen Behörden oder beim Deutschen Wetterdienst erfragt werden.

Außenliegende Rinne

Für den klassischen Fall eines Dachentwässerungssystems mit außenliegenden Rinnen sind folgende Bearbeitungsschritte empfehlenswert: Zunächst wird ein Entwässerungskonzept entsprechend dem Gebäudeentwurf erstellt. Gleichzeitig ist die Ermittlung der am Standort zu erwartenden Regenereignisse erforderlich. Im Anschluss erfolgt die Bemessung der Rinnengröße, wobei die Länge der Rinnen bis zu den jeweiligen Abläufen wichtig ist. Es gilt: Je länger die Rinne ist, desto größer muss sie bemessen werden. Auch die Anzahl der Abläufe kann die Dimension der Rinnen beeinflussen. Je mehr Abläufe, desto kleiner kann die Rinne ausgeführt werden, denn zur Berechnung wird der Teil der Dachfläche herangezogen, der in das Rinnenteilstück bis zu seinem Abfluss entwässert wird.

Außenliegende Rinnen werden nur nach Berechnungsregen bemessen. Würde man das Starkregenereignis ansetzen, könnte dies dazu führen, dass das Wasser in der Rinne bei normalem Regen nicht mehr richtig ablaufen kann. Der Notüberlauf infolge eines Starkregenereignisses erfolgt bei außenliegenden Rinnen nach außen. Dies ist bei der Planung der Kelleröffnungen zu beachten, in die überfließendes Wasser strömen könnte. Gegebenenfalls ist in diesem Fall die Rinnengröße mit einer größeren Berechnungsregenspende zu ermitteln.

Einige Zubehörteile führen zu einer Verminderung des Wasserflusses und sind bei der Planung und Berechnung mit zu berücksichtigen. Rinnenwinkel beispielsweise stellen einen Strömungswiderstand mit einem Reduktionsfaktor von 0,85 dar. Aus diesem Grund sind Rinnenwinkel nicht in der Nähe der Fallleitung zu platzieren. Auch Laubfangkörbe am Anschluss von Rinne zu Rohr vermindern das Abflussvermögen um 50%. Einhangstutzen hingegen bieten ein besseres Abflussvermögen als Lötstutzen.

Innenliegende Rinne

Bei der Dimensionierung von Entwässerungssystemen für Dächer mit innenliegender Entwässerung sind folgende Normen und Regelwerke zu beachten:

• DIN 1986-100 – Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke – Teil 100
• Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 752 und DIN EN 12056
• DIN EN 12056 – Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden, Teil 3 – Dachentwässerung, Planung und Bemessung
• Fachinformation des ZVSHK – ­Bemessung von vorgehängten und innenliegenden Rinnen
• Merkblatt des ZVDH – Hinweise zur Bemessung von Entwässerungen

Im Gegensatz zu vorgehängten Rinnen ist bei innenliegenden Rinnen eine Notentwässerung erforderlich. Entwässerungs- und Notüberlaufsystem müssen gemeinsam mindestens das am Gebäudestandort über fünf Minuten zu erwartende Jahrhundertregenereignis entwässern können. Das Mindestabflussvermögen der Notentwässerung ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Jahrhundertregen und dem maximalen Abflussvermögen des Dachentwässerungssystems. Innenliegende Rinnen müssen grundsätzlich über eine Notentwässerung verfügen. Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass der Ablauf aus der Notentwässerung auf schadlos überflutbare Grundstücksflächen abgeleitet werden kann. Nach dem sogenannten Drei-Schichten-Modell wird eine innenliegende Rinne zur Bemessung in drei Schichten unterteilt:

• Schicht 1: In dieser Schicht (W_Kopf) wird das Niederschlagswasser bei Berechnungsregen abgeführt. In der Höhe wird diese Schicht durch das Rinnenkopfstück begrenzt.
• Schicht 2: In der zweiten Schicht mit der Sollwassertiefe (WNot) wird die Regenwassermenge beim Jahrhundertregen abgeführt. In der Regel ist das die Differenz zwischen Jahrhundert- und Berechnungsregen.
• Schicht 3: Oberhalb der zweiten Rinnenschicht muss ein Freibord vorgesehen werden. Das Freibord nimmt Wellen auf, welche durch einschießendes Wasser und Wind gebildet werden.

Die Gesamthöhe Z der innenliegenden Rinne ergibt sich aus der Addition der drei Schichten. Innenliegende Rinnen sollten generell mit Sicherheitsrinne ausgeführt werden. Die Sicherheitsrinne kann aus Metall oder aus geeigneten Kunststoffbahnen hergestellt werden. Sie sind mit Abstand (mind. 20 mm), d.h. getrennt voneinander, zu verlegen. In schneereichen Gebieten ist auch beidseitig ein geeigneter Schneefang zu montieren und gegebenenfalls eine Rinnenheizung vorzusehen.

Dimensionierung der Fallrohre

Die Dimensionierung von Fallrohren ist im Gegensatz zu der von Rinnen vergleichsweise einfach. Hierbei ist zu beachten, dass Fallleitungsverziehungen bereits mit einem Winkel kleiner als 10° das Abflussvermögen hindern. In diesem eher seltenen Fall muss die Fallleitung wie eine liegende Leitung bemessen werden.

Fazit:

Die Dimensionierung von Rinnen und Rohren ist im Detail aufwendig und kompliziert. Es empfiehlt sich, auf speziell hierfür erstellte Programme zurückzugreifen. Diese liefern in der Regel auch die für die Berechnung notwendigen Regenmengen für eine Vielzahl an Orten innerhalb Deutschlands gleich mit. Für weitere Informationen zur ­Berechnung von Dachentwässerungssystemen steht die Anwendungstechnik von VM-Zinc gern jederzeit zur Verfügung.

Dipl.-Ing. Uwe Nagel

ist Leiter der VM-Zinc-­Anwendungstechnik