DE102006009401A1

DE102006009401A1 - Speicherkörper für Flüssigkeiten

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Publication number: DE102006009401A1
Application number: DE200610009401
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-25
Filing date: 2006-02-25
Publication date: 2007-08-30

Abstract

Bei einem Speicherkörper (1) für Flüssigkeiten, insbesondere Regenwasser, das in unterirdische Wasserspeicher und/oder Vesickerungssysteme eingeleitet wird, ist vorgesehen, dass mit dem Speicherkörper eine zumindest teilweise über das horizontale Flüssigkeitsspeicherniveau hinausgehende Flüssigkeitsspeicherung zu erzielen sein soll.

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherkörper oder eine daraus gebildete Volumenerweiterung herkömmlicher Speicherkörper, zur Speicherung, bzw. temporären Rückhaltung von Flüssigkeiten, insbesondere für Regenentwässerungssysteme, die einen eigenen Speicherraum, bzw. einen zusätzliche nutzbaren Speicherraum herkömmlicher Speicherkörper auch unterhalb geneigter Flächen durch Anpassung des Speicherkörpers an den Oberflächenverlauf ermöglichen soll.

Aus dem Stand der Technik sind aus den letzten Jahren diverse Möglichkeiten bekannt geworden Flüssigkeiten und Regenwasser unterhalb von Grünanlagen oder Gebäude, bzw. ganz oder teilweise innerhalb von Oberflächenbelägen von Straßen und/oder Plätze einzustauen um auf diese Art Speicherkörper aus Schotter, Kies, Lava, oder dergleichen, bzw. modularen Speicherquadern aus gitterförmigen Kunststoffkästen oder sonstigen industriell gefertigten hohlraumbildenden Füllkörpern, zu schaffen.

So ist aus dem Europäischen Patent EP 0 938 615 eine mehrschichtige Bodenfläche für die Entsorgung von u. a. Regenwasser bekannt, wobei dem innerhalb einer Bodenabdichtungswanne eingebauten hochtragfä higen und porenreichen Schotter über mindestens ein auf der Abdichtung aufliegendes Dränagerohr Wasser zugeführt und wieder abgeleitet wird.

Aus der Europäischen Anmeldung 01913561.5 ist ein Versickerungssystem bekannt, dass weitestgehend im Oberbau von Verkehrsflächen zu integrieren ist und das über Dränagerohre eingeleitetes Wasser insbesondere über die großflächige Sohle des Versickerungssystems in den dieses unterlagernden Boden versickert.

Aus der Europäischen Patentanmeldung 00904802.6 ist eine Wasserleitung bekannt, bei der die aus Schotter gebildete Speicherschicht ohne weitere Kanalbauteile direkt selbst als Wasserleiter dient.

U. a. von der Firma Fränkische Rohrwerke ist eine aus vielen quaderförmigen Kunststoffgitterkästen zu formende Füllkörperrigole (Rigo-Fill) bekannt, in der das über Rohre eingeleitete Wasser eingestaut und zu einem Teil über die unterlagernden Bodenschichten, bzw. zu einem weiteren Teil über die Seitenflächen der Rigole versickert wird.

Von u. a. der Firma Euroecuperator sind halbkreisförmige Schalen aus Kunststoff oder Ton zur mit Kiesüberschüttungen kombinierten Bildung von einstauvolumenerhöhten Rigolenkörpern bekannt.

Von der Firma Mall-Beton sind aus Beton gebildete Zisternen mit einer im oberen Bereich als Versickerungssystem perforierten Betonwandung bekannt, die im unteren Zisternenbereich Brauch- und/oder Löschwasser durch Dauereinstau bevorraten.

All diese vielen unterschiedlichen Wasserspeicher- und/oder Entwässerungssystemen haben gemeinsam, dass das darin eingestaute Wasser nur horizontal bis zu einem maximalen Befüllungsstand einzustauen ist. Befindet sich der Speicherkörper unter einer geneigten, bzw. Gefällestrecke ist die Quer- und/oder Längsprofildifferenz zwischen dem horizontalen Einstau im herkömmlichen Speicherkörper und dem quer- und/oder längsgeneigten Oberfläche als Speicherraum nicht nutzbar.

Dies erfordert üblicherweise einen tieferen Einbau des konventionellen Speicherkörpers, was mit erheblichem zusätzlichen Erdaushub und dessen Entsorgung sowie tiefer liegenden Rohrleitungen einher gehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen eigenen Speicherkörper zu bilden oder die aus dem Stand der Technik vorgenannten Flüssigkeitsspeicher dahingehend mit dem erfindungsgemäßen Speicher zu erweitern, dass auch in dem Bereich zwischen dem bekannten horizontalen Flüssigkeitseinstauniveau und einer quer und/oder längs geneigten, bzw. welligen bis hin zu beliebig geformten Oberfläche der geneigte bis wellige Einstau von Flüssigkeit zumindest teilweise realisiert werden kann.

Um die erfindungsgemäße Aufgabe eines teilweisen bis weitestgehend nicht horizontal verlaufenden Speichervolumens, bzw. zusätzlichen Speichervolumens zu erfüllen sind folgende Bauformausführungen, bzw. Ergänzungen besonders geeignet.

Um Flüssigkeit geneigt einstauen zu können ist die Oberfläche des Speicherkörpers in diesen zusätzlichen Bereich in abgedichteter Form auszuführen.

War es bei einer ausschließlich horizontalen Speicherung nicht erforderlich den Speicher auf der Oberfläche abzudichten, so ist dies bei geneigten Flächen vom bisherigen horizontalen Einstauniveau bis zum oberen zusätzlichen geneigten bis welligen Einstauniveau unumgänglich, wenn man einem Flüssigkeitsaustritt aus dem Speicher fachmännisch entgegen wirken will.

Würde dieser zusätzliche Abdichtungsrand einfach weiter nach oben verlängert hätte dies in der Regel den Nachteil, dass die innerhalb des Speicherkörpers unter dem oberen Einstauniveau befindenden nicht zum Speicherkörper gehörenden Materialien beim Einstauvorgang ebenfalls eingestaut werden, was für z. B. Oberflächenaufbauten von Verkehrsflächen nicht zulässig ist.

Besteht diese Einschränkung nicht kann auch eine höher gezogene Randabdichtung ohne Oberflächenabdichtung ausreichend sein.

Zum Schutz benachbarter Bauteile bietet sich dem entsprechend vorzugsweise eine parallel zur geneigten bis welligen Oberfläche verlaufende obere Abdichtung an, die einen Austritt in die benachbarten, insbesondere aufliegenden Bodenschichten verhindert um so zugleich durch den Dichtungseffekt den geneigten bis welligen Einstau unter der Oberfläche erst zu ermöglichen.

Nachteil dieser Konstruktion ist neben dem zusätzlichen auf dem Speicher aufliegenden Dichtungsbedarf der mit der Profiltiefe zwischen Einstauoberkante und Unterkante des zusätzlichen Einstauniveaus zunehmende hydrostatische Druck bei zunehmendem Einstau im zusätzlichen Speicherraum, was bei Nichtbeachtung in der Planungsphase zu einem späteren Schaden durch Anheben der auf der Abdichtung aufliegenden Materialien durch die hydrostatischen Auftriebskräfte führen kann.

Daher ist ein so gestalteter zusätzlicher Speicherraum oberhalb der oberen Abdichtung gegen diese Kräfte zu sichern.

Dies kann insbesondere in zwei Arten wie z. B. durch Rückverankerung der Abdichtungsschicht in den unterlagernden Bauteilen und/oder Bodenschichten oder in einer einfacheren Form durch entsprechende Auflagergewichte, bzw. aus Kombinationen daraus erfolgen.

Bei einer Rückverankerung werden die hydrostatischen Druckkräfte dadurch kompensiert, dass die den Auftriebskräften über ihr Eigengewicht nicht ausreichend entgegenwirkende Oberflächenabdichtung über Erdanker oder vergleichbare Befestigungsmaterialien im unterlagernden Untergrund verankert werden. Besteht die Oberflächenabdichtung in solchen Fällen aus einem elastischen Material ist zudem eine Flächenstabilisierung der Abdichtung soweit erforderlich vorteilhaft, da diese ansonsten zwischen den Ankerpunkten sich bei erhöhtem Einstau auswölben würde.

Auch aus diesem vorgenannten Grund ist eine Kompensation der Auftriebskräfte über Gegengewichte, bzw. Auflager, in der Regel der bessere Weg, zu mal da im Verkehrsflächenbau schnell große Gewichte bei geringen Überdeckungen aufgrund der schweren Materialien aus z. B. Schotter, Kies, Sand, Pflastersteine, Beton und/oder Bitumenbeläge zu erzielen sind.

Bereits aus diesen vorgenannten Beispielen lässt sich zudem die vielfältige Ausgestaltungsform der Oberflächenabdichtung erkennen.

Diese kann je nach Anwendungsfall entweder nur als Bahnware aus Folien, Flies-/Folienkombinationen, geotextilen Abdichtbahnen (z. B. Bentonitbahnen) Schaumbahnen und/oder aus selbstdichtenden Dichtmaterialien des Verkehrswegeaufbaus wie Bitumen- oder Betonbeläge aber auch aus plattenförmigen Abdichtungen, z. B. aus Bleche gebildet werden. Zudem sind alle Abdichtungsvarianten untereinander kombinierbar.

Doch egal wie die Auftriebskräfte kompensiert werden, ist in Abhängigkeit vom maximal möglichen hydrostatischen Druck ein zunehmender Aufwand zu dessen Kompensation zu betreiben, wobei auch die Sicherheitsfaktoren Effizienzmindernd zu berücksichtigen sind.

Reichen die Rückverankerungen und/oder Gegengewichte des Oberflächenbelages alleine nicht mehr aus um den Auftriebskräften zu widerstehen ist es noch zusätzlich möglich die tiefsten Bereiche des zusätzlichen Speicherraums weiter in den Oberbau (z. B. Schotter- und/oder Frostschutzschichten hinein ragen zu lassen um so weiteres Gegengewicht zu erlangen, bis maximal die Sohle des erfindungsgemäßen oder herkömmlichen Speicherkörpers insgesamt erreicht ist. Dieser Punkt mit seinen überlagernden Gegengewichten wird durch seine Auflagerkräfte nach Abzug der Sicherheitszuschläge zumeist die maximal mögliche Einstauhöhe vorgeben.

Spätestens ab der maximalen Einstauhöhe muss bei Weiterführung des Speicherkörpers entschieden werden, ob ab hier nur noch horizontaler Einstau in diesem einen Speicherkörper erfolgt oder eine zusätzliche Speicherfläche höhengleich neben und/oder höhenüberlagernd neben und/oder über der vorab beschriebenen Speicherfläche vorzusehen ist, um so eine Reihenanordnung und/oder Kaskade von mindestens zwei oder noch weiteren höhengleich und/oder höhenversetzten Speicherflächen zu bilden.

Sind die Speicherkörper zueinander höhenversetzt ist zumeist eine seitliche Abdichtung unumgänglich um ein unkontrolliertes austreten von Flüssigkeit zu verhindern.

Die Form des erfindungsgemäßen Speichervolumens ist in Abhängigkeit vom ausgewählten Speichermedium oder dessen Kombination (Schüttgut und/oder Füllkörper) frei wählbar und unterliegt in der Regel nur den vorgenannten Ausführungsempfehlungen um dauerhaft Funktionssicher arbeiten zu können.

Die Befüllung und Entleerung des erfindungsgemäßen Speicherraums erfolgt entweder über den unterlagernden Speicherraum mit – oder, sofern ein solcher nicht vorhanden ist, über die allseits bekannten Be- und Entwässerungssystem des Standes der Technik, der insbesondere aus dränagefähigen Materialien wie z. B. Dränageleitungen und/oder Dränageflächen und/oder Füllkörper gebildet werden kann.

Befindet sich der Speicherkörper unterhalb weitestgehend luftdichter Oberflächenbeläge ist zudem eine Be- und Entlüftung mit vorzusehen.

Wie bereits aus den Volltexten zum Stand der Technik zu entnehmen ist kann der erfindungsgemäße Speicher ebenso mit seitlichen und/oder unterlagernden wasserdurchlässigen und/oder wasserundurchlässigen Schichten aus Folien, Flies-/Folienkombinationen, geotextilen Abdichtbahnen (z. B. Bentonitbahnen) Schaumbahnen und/oder aus selbstdichtenden Dichtmaterialien des Verkehrswegeaufbaus wie Bitumen- oder Betonbeläge aber auch aus plattenförmigen Abdichtungen, z. B. aus Bleche oder dichten anstehenden Bodenschichten selbst gebildet werden. Zudem sind alle Abdichtungsvarianten untereinander kombinierbar.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Sie zeigen
1 zeigt ein Rigole im Querschnitt
2 zeigt einen Wasserspeicher im Längsschnitt
3 zeigt einen weiteren Wasserspeicher im Längsschnitt
4 zeigt einen Wasserspeicher als Kaskade im Längsschnitt
In 1 ist eine weitestgehend im Straßenoberbau (15, 16) integrierte Rigolenversickerung dargestellt, deren Wasserzufluss über ein in einem Rohrgraben (20) verlegtes Dränagerohr (19) erfolgt. Das darin aufsteigende und sich anschließend im Wasserspeicher (18) weiter einstauende und über das Planum (32) versickernde Regenwasser konnte gemäß dem Stand der Technik bisher nur bis zum horizontalen Flüssigkeitsniveau (12) eingestaut werden.
Die erfindungsgemäße Vergrößerung des Rückhalteraums (35) zum erfindungsgemäßen Speicherkörper (10) erfolgt über das horizontale Flüssigkeitsniveau (12) hinaus bis unmittelbar unter die Pflasterbettung (14).
Damit das Wasser nicht seitlich in den Oberbau (15-16) austreten kann ist zusätzlich zu der höher zu ziehenden Randabdichtung (31) eine Oberflächenabdichtung (11) unerlässlich.
Um die Be- und Entlüftung unterhalb der Oberflächenabdichtung sicher zu stellen ist ein Be- und Entlüftungsrohr (27) vorgesehen, dass an einen nicht dargestellten Schacht mit gelochter Abdeckung angeschlossen ist.
Da der zusätzliche erfindungsgemäße Speicherkörper (38) nur sehr wenig Höhendifferenz zwischen horizontalem Flüssigkeitsniveau (12) und Oberflächenabdichtung (11) ermöglicht reicht eine Auftriebsicherung durch die aufliegende Pflasterbettung (14) und Pflastersteine (13) insgesamt aus.
In 2 ist ein in Straßenoberbau (15, 16) und gewachsenem Boden (30) integrierter Wasserspeicher (18) aus Schotter als Alternative zu einem aus Rohre gebildeten Staukanal für die Regenwasserzwischenspeicherung dargestellt.
Der Wassereinstau erfolgt über eine seitliche Zuflussleitung (23) und ein Dränagerohr (19) in den sehr hohlraumreichen Schotter des Wasserspeicher (18). Wie bereits in 1 dargestellt kann auch hier das Wasser über das horizontale Flüssigkeitsniveau (12) hinaus bis unter die Pflasterbettung (14) eingestaut werden, da das Eigengewicht von Pflasterbettung (14) und Pflastersteine (13) genügend Gegengewicht gegen die Auftriebskräfte erbringen.
Auch hier ist unmittelbar unter der Abdichtung ein Be- und Entlüftungsrohr (27) vorgesehen, dass über den angrenzenden Schacht (26) für die erforderliche Be- und Entlüftung sorgt. Der Regenwasserabfluss selbst erfolgt ebenfalls über das Dränagerohr (19) und einer Abflussleitung (24) zum Schacht (26) im Normalbetrieb gedrosselt über eine Abflussdrossel (29), bzw. bei Starkregenereignissen über ein Überstauorgan (28), dass zudem die Aufgabe hat einen hydrostatischen Überdruck im erfindungsgemäßen Speicherkörper zu verhindern, in eine Abflussleitung (25).
Der in 3 dargestellte Wasserspeicher ist dem aus 2 sehr ähnlich. Einzig in der Oberflächegestaltung des Speicherkörpers (10) liegen Unterschiede vor.
So liegt nur ein Teilbereich der Oberfläche unter dem maximalen Einstauniveau, das beim Rieselschutzvlies (33) endet und aufgrund seiner horizontalen Lage nicht abgedichtet werden muss.
Nur der darunter liegende Einstaubereich (18, 35) des Speicherkörpers (10) ist abzudichten, wobei auch hier wieder die auf der Oberflächendichtung (11) aufliegende Pflasterung (13, 14) genug Gegengewicht gegen die maximalen Auftriebskräfte liefert.
Auf eine Be- und Endlüftung kann hier verzichtet werden, da die große mit Rieselschutzvlies (33) belegte Oberfläche des Speicherkörpers (35) eine ausreichende Be- und Entlüftung durch den aufliegenden Oberbau (15, 16) und Pflasterung (13, 14) sicher stellt.
In 4. ist ein zu 3 vergleichbarer Wasserspeicher dargestellt, bei dem der Wasserspeicher aus mehreren weitestgehend baugleichen hintereinander angeordneten Kaskadenstufen (10, 34) gebildet wird.
Aufgrund der großen Höhendifferenz zwischen horizontalem Flüssigkeitsniveau (12) und der aus Rieselschutzvlies (33) gebildeten Oberflä che ist der Tiefpunkt der Oberflächenabdichtung (11) so tief unter die Verkehrsfläche (17) geführt, dass deren aus Pflasterung (13, 14) und Oberbau (15, 16) erzeugtes Gegengewicht die auftretenden Auftriebskräfte mit seinem Eigengewicht überlagern kann.
Die abweichend zur oberen aus Speicherkörper (10) gebildeten ersten Kaskadenstufe vorzusehenden Kanalbauteile für Zu- und Ableitung sowie Be- und Entlüftung sind in der folgenden Kaskadenstufe (34) nicht dargestellt.

10: Speicherkörper
11: Oberflächenabdichtung
12: horizontales Flüssigkeitsniveau
13: Pflastersteine
14: Pflasterbettung
15: Schottertragschicht
16: Frostschutzschicht
17: Verkehrsfläche
18: Wasserspeicher
19: Dränagerohr
20: Rohrgraben
21: Abdichtungswanne
22: Rigolenvlies
23: Zuflussleitung
24: Abflussleitung
25: Abflussleitung
26: Schacht
27: Be- und Entlüftungsrohr
28: Überstauentlastung
29: Abflussdrossel
30: Gewachsener Boden
31: Randabdichtung
32: Planum
33: Rieselschutzvlies
34: Folgende Kaskadenstufe
35: Zusätzlicher Speicherkörper

Claims

Speicherkörper (1) für Flüssigkeiten, insbesondere Regenwasser, dass in unterirdische Wasserspeicher und/oder Versickerungssysteme eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Speicherkörper eine zumindest teilweise über das horizontale Flüssigkeitsspeicherniveau hinaus gehende Flüssigkeitsspeicherung zu erzielen ist.
Speicherkörper (1) gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die geneigte bis wellige Oberfläche des Speicherkörpers mit einer Abdichtung zu versehen ist.
Speicherkörper (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenabdichtung zur Absicherung gegen Auftriebskräfte in den Untergrund zu verankern ist.
Speicherkörper (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenabdichtung durch aufliegendes Gewicht gegen Auftriebskräfte zu sichern ist.
Speicherkörper (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Speicherkörpers ab dem maximale Einstauniveau horizontal auszubilden ist.
Speicherkörper (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Speicherkörper der erfindungsgemäßen und/oder herkömmlichen Bauform zu kombinieren sind.
Speicherkörper (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkörper bei einem Höhenversatz als Kaskade auszubilden sind.
Speicherkörper (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkörper bei einem Höhenversatz seitlich gegeneinander abzudichten sind.