Vertical Water Sponge - Vertikale Wasserrückhaltesysteme zum Schutz vor Starkregen und extremer Hitze

Die Klimaentwicklung der vergangenen Jahre führte in Städten vermehrt zu intensiven Starkregenereignissen und Hitzephasen. Durch starke innerstädtische Versiegelung und Verdichtung sind Hochwasser, Überschwemmungen und Hitzeperioden mit Trockenheit die Folge - mit großen Schäden für Mensch und Natur. Weltweit werden wichtige Gegenmaßnahmen unter dem Schwammstadt-Prinzip gebündelt. Diese zielen darauf ab, Städte umzubauen, mehr grün-blaue Oasen und Möglichkeiten zu schaffen, das Niederschlagwasser zurückzuhalten und von der Kanalisation abzuleiten – beispielsweise durch Entsiegelung, Dachbegrünung oder den Bau von Rückhaltebecken. Hier sind oft komplexe Baumaßnahmen notwendig verbunden mit höherem Aufwand und Kosten. Fraunhofer UMSICHT hat ein vertikales Retentionssystem mit einem mineralischem Wasserspeicher entwickelt, das z. B. an Fassaden installiert werden kann. So können die vielen ungenutzten Flächen in dicht bewohnten Gebieten ideal genutzt werden.

Ein Demonstrator des neu entwickelten Retentionsmoduls ist quaderartig und enthält im Kern das mineralische Material Perlit, das anfallendes Wasser von Gebäudedächern aus Starkregenereignissen speichert. Die tragende durchlässige Außenhülle der Module besteht aus Aluminium – z. B. aus Lochblech. Die wasserspeichernden Module sind mit der Dachentwässerung verbunden, können über- oder nebeneinandergesetzt und an einer Gebäudefassade angebracht werden. Durch die Wasserspeicherung lässt sich nicht nur die Kanalisation entlasten, sondern auch das Mikroklima durch Verdunstungskühlung verbessern. So kann zudem der Aufheizung in Städten entgegengewirkt und der lokale Wasserkreislauf unterstützt werden. Die bisher ungenutzten vertikalen Flächen von Gebäuden kommen zum Tragen, Regenwasser wird gespeichert, statt zu versickern. Das Konzept eignet sich sowohl für Neubauten als auch für Gebäude im Bestand.

Fraunhofer UMSICHT entwickelte einen Versuchsstand für eine Dachfläche von 1 Quadratmeter, das mit 100 Liter Perlit (Trockengewicht 8 kg) gefüllt ist und einem Volumenstrom von 40 Liter pro Stunde (entspricht dem Starkregenindex Stufe 6-7/außergewöhnlicher Starkregen oder einer Wiederkehrzeit von 50-100 Jahren) ausgesetzt ist, an dem das hohe Leistungsvermögen der Wasserspeicher gezeigt werden konnte. Zwischen dem Dachwasser und den Retentionskörpern ist eine Einheit installiert, die den Volumenstrom des einfließendes Wasser reguliert.

Es ist möglich, das Design der Module an das architektonische Gesamtbild anzupassen. Die Module können z. B.  als vorgesetzte Fassade angebracht. Die Moduloberflächen lassen sich zudem weiter funktionalisieren wie z.B. für eine Begrünung oder die Klimatisierung von Gebäuden oder den Lärmschutz.