Im Rahmen zukunftssicherer, klimaresilienter Gebäudeplanung ist ein geschlossenes Wassermanagement ebenso entscheidend wie die thermische Gebäudehülle. Vor dem Hintergrund europäischer Nachhaltigkeitsvorgaben (EU-Taxonomie) und steigender Wassergebühren reduziert die Vor-Ort-Rückgewinnung von Betriebswasser die Trinkwasserabhängigkeit drastisch. Durch die Kombination von Regenwassernutzung über inerte Dachflächen und Grauwasser-Recycling aus Duschen und Waschtischen lässt sich der Trinkwasserbedarf im Passivhaus um 45 % bis 55 % senken.
1. Regenwasserertrag und Dachablaufbeiwerte nach DIN 1989
Die Ausbeute an nutzbarem Niederschlagswasser hängt maßgeblich von der Beschaffenheit und Neigung der Dachoberfläche ab. Gemäß DIN 1989-1 wird der Ertrag über den Abflussbeiwert (e) bestimmt:
- Stehfalzdächer aus Metall (Zink / beschichteter Stahl): Abflussbeiwert e = 0.90 - 0.95. Glatte, inerte Metalloberflächen weisen minimale Benetzungsverluste auf und garantieren höchste Wasserqualität ohne Verfärbungen.
- Tonziegel und Betondachsteine: Abflussbeiwert e = 0.75 - 0.85. Porosität und mikroskopische Rauheit bedingen eine gewisse Anfangsaufnahme und Verdunstung.
- Extensive Gründächer: Abflussbeiwert e = 0.30 - 0.50. Sie dienen primär dem Regenwasserrückhalt (Retention) und der Mikroklimakühlung; für eine direkte Speicherbefüllung sind sie nur bedingt geeignet.
2. Zisternenbemessung nach DIN 1989-1
Der jährlich nutzbare Regenwasserertrag (Ypot) und das empfohlene Nutzvolumen der Zisterne (Vzist) berechnen sich nach der hydraulischen Bilanz:
Dabei ist Adach die projizierte Dachfläche (m²), hniederschlag die mittlere jährliche Niederschlagshöhe (mm bzw. l/m²), e der Abflussbeiwert und η der hydraulische Filterwirkungsgrad (η ≈ 0.90). Das Speichervolumen wird auf eine 21-tägige Trockenwetterperiode ausgelegt:
Bei einem Einfamilienhaus mit 150 m² Metalldach und 700 mm Jahresniederschlag beträgt der Ertrag rund 90.000 Liter/Jahr. Das empfohlene Zisternenvolumen liegt bei 5.000 - 6.000 Litern (5-6 m³).
3. Dreistufige Filtertechnik mit Sediment-, Aktivkohle- und UV-Stufe
Um das gesammelte Regenwasser hygienisch einwandfrei für Toilettenspülung, Waschmaschine und Gartenbewässerung bereitzustellen, wird eine mehrstufige Aufbereitungskette installiert:
- Wirbelfeinfilter im Zulauf: Selbstreinigender Zentrifugalfilter trennt Laub und Schwebstoffe kontinuierlich in den Kanal ab.
- Feinfilter (20 bis 5 Mikrometer): Auswaschbare Edelstahl- oder Kerzenfilter zur Abscheidung feiner Sedimente vor der Druckpumpe.
- Aktivkohle und UV-C-Desinfektion: Eliminiert Gerüche, organische Farbstoffe und inaktiviert Keime bei 254 nm ohne chemische Chlorierung für den Betrieb von Waschmaschinen.
4. Grauwasser-Recycling mittels Membran-Bioreaktor (MBR)
Grauwasser umfasst fäkalienfreies Abwasser aus Duschen, Badewannen und Handwaschbecken. Die Aufbereitung erfolgt kompakt im Technikraum:
- Kompakt-MBR-Anlage: Biologische Reinigungsstufe kombiniert mit getauchter Ultrafiltrationsmembran (Porengröße 0.04 Mikrometer). Bakterien und Viren werden zu 99.9 % physikalisch zurückgehalten.
- Effizienter Betrieb: Der spezifische Strombedarf liegt bei lediglich 0.8 - 1.2 kWh/m³ aufbereitetem Betriebswasser.
5. Wasserbeschaffenheit, Normen und Einsparpotenziale
| Parameter / System | Roh-Regenwasser | Aufbereitetes Regenwasser | Grauwasser-Recycling (MBR) | Trinkwasser-Referenz |
|---|---|---|---|---|
| Trübung (NTU) | 5 - 15 NTU | < 1 NTU | < 0.5 NTU | < 1 NTU |
| Mikrobiologie | Keimnachweis möglich | 0 KBE nach UV-Stufe | 0 KBE durch Ultrafiltration | 0 KBE/100 ml Grenzwert |
| Nutzung | Gartenbewässerung | WC + Waschmaschine | WC-Spülung + Bewässerung | Universell im Haushalt |
| Trinkwassereinsparung | \%15 - \%20 | \%25 - \%35 | \%25 - \%30 | Basiswert (100 %) |
| Rückflussschutz | Freier Auslauf Typ AA | Freier Auslauf DIN EN 1717 | Separierte Leitungsführung | DIN 1988 Absicherung |
6. Zweileitungsnetz und Trinkwasserschutz nach DIN EN 1717
Betriebswasserleitungen müssen dauerhaft getrennt vom Trinkwassernetz verlegt und farblich unverwechselbar gekennzeichnet sein. Gemäß DIN EN 1717 ist eine starre Verbindung zwischen Trinkwasser- und Betriebswasserleitung strikt unzulässig; die Trinkwassernachspeisung bei leerem Speicher muss über einen freien Auslauf (Typ AA oder AB) erfolgen. SerVilla integriert die notwendigen Doppelrohrtrassen ab Werk durch präzise gestanzte Leichtbaukassetten in die Stahlskelettstruktur.
