Das Thema Schwammstadt ist zurzeit allgegenwärtig. Konzepte für eine klimaresiliente Umgestaltung unserer Städte sind angesichts längerer Trockenperioden und intensiverer Starkregen mit lokalen Überflutungen überfällig. Neben den Maßnahmen wie Gründächern, Retentionsdächern, begrünten Fassaden, Retentionsspeichern, Regenwassernutzungsanlagen und
Versickerungsanlagen besteht ein großes Potential in der Entsiegelung der Verkehrsflächen, die in den Städten bis zu 17 % der Gesamtfläche ausmachen und in den Innenstädten nahezu 40 % betragen können. Von diesen läuft das Wasser in der Regel in einen oftmals überlasteten Misch- oder Regenwasserkanal und kann nicht schnell genug abfließen, was zu lokalen Überflutungen führt.
Durch die direkte Ableitung steht das Regenwasser nicht für die Versorgung der Stadtbäume zur Verfügung, die das wirksamste Mittel im Kampf gegen die Überhitzung der Städte sind, und gelangt nicht mehr ins Grundwasser. Jeden Tag werden immer noch mehr als 50 ha Fläche in Deutschland neu bebaut, die Hälfte davon ist vollständig versiegelt. Das verschärft die Problematik.
Die zunehmende Versiegelung von Straßen, Plätzen und Flächen führt dazu, dass Niederschläge nicht an Ort und Stelle versickern können. Bei extremen Regenfällen, kommt es zu einer kompletten Überlastung der Kanalnetze. Das Resultat sind verheerende Überflutungen mit katastrophalen Folgen.
Regen muss an Ort und Stelle versickern, damit sich Städte vor Starkregen-Ereignissen wappnen können.
Ein naturverträglicher Umgang mit Niederschlagswasser nach dem Vorbild des natürlichen Wasserhaushalts wird immer wichtiger. Insbesondere in Siedlungsgebieten kann dadurch einem weiteren Absinken des Grundwasserspiegels entgegengewirkt werden. Eine Reduzierung des oberflächlichen Abflusses von Niederschlagswasser entlastet außerdem die vorhandenen Kanalsysteme sowie Kläranlagen, und kann Überschwemmungen entkräften.
Regenwasser ist eine kostbare Ressource für alle Lebewesen und bedarf daher eines besonderen Schutzes. Nachhaltige Regenwasserbewirtschaftung beinhaltet neben der Versickerung an Ort und Stelle auch Maßnahmen, den Regenabfluss zu reinigen, ihn zu speichern und für ein positives Mikroklima zu sorgen.
Als Pionier in der ökologischen Pflasterbauweise beschäftigen wir uns seit über 40 Jahren mit der Forschung und Entwicklung von proaktiven Flächenbelägen. Über die Jahre haben wir für alle Anforderungen und für jeden Gestaltungsanspruch bieten wir geeignete Lösungen an. Angefangen bei begrünbaren Systemen, über haufwerksporige Pflastersteine und Drainfugensteine, bis hin zu Systemen, die Niederschlagswasser filtern und verdunsten. Alle Systeme vereinen ökologische, wasserwirtschaftliche und verkehrstechnische Anforderungen mit gestalterischen Ansprüchen.
Der Abflussbeiwert ist eine entscheidende Kenngröße in der Planung und Dimensionierung von Entwässerungs- einrichtungen und Versickerungsanlagen auf Grundstücken. Er dient dazu, anhand eines Bemessungsregens den resultierenden Abfluss zu ermitteln und ermöglicht die korrekte Dimensionierung der zu errichtenden Anlagen. Darüber hinaus erlaubt der Abflussbeiwert Rückschlüsse auf die Menge des Niederschlags, der nicht von einer Fläche abfließt. Diese Information ist besonders relevant für Grundstücke, die an bestehende Entwässerungseinrichtungen angeschlossen sind, um quantitativ zu ermitteln, welcher Anteil des Niederschlags nicht in die Entwässerungseinrichtungen eingeleitet wird. Diese Berechnung kann als Grundlage für etwaige Reduzierungen bei der Niederschlagswassergebühr dienen.
Die Festlegung von Abflussbeiwerten für befestigte Verkehrsflächen variiert häufig zwischen Städten und Gemeinden und erfolgt nicht immer nach den aktuellen technischen Regelwerken oder wissenschaftlichen Erkenntnissen. Der Betonverband SLG hat daher den aktuellen Stand der Technischen Regeln (z. B. DIN 1986-100) und wissenschaftliche Untersuchungen (z. B. Illgen 2009) systematisch recherchiert, um aktuelle und praxisnahe Mittelwerte für Abflussbeiwerte bereitzustellen.
Anwendungsgrenzen
Eine detaillierte Differenzierung der Abflussbeiwerte für verschiedene Verkehrsflächen wäre grundsätzlich möglich, jedoch nicht notwendig oder zielführend. Die Variabilität der Einflussfaktoren, wie Niederschlagsdauer und -intensität, Oberflächenbeschaffenheit, Gefälle der Verkehrsfläche, Liegedauer des Niederschlags sowie die Kolmation (Verschmutzung) der Sickerfugen und -öffnungen, macht eine allgemeingültige Anwendung komplex. Für die Bemessung von neu zu errichtenden Entwässerungseinrichtungen ist die Orientierung an einschlägigen Normen, wie DIN 1986-100, daher unerlässlich, um eine den technischen Anforderungen entsprechende Auslegung sicherzustellen.
Wissenskasten - Abflussbeiwert
Der Abflussbeiwert gibt an, welcher Anteil des Niederschlags auf einer Fläche zum Abfluss gelangt, basierend auf der Bemessungsregenspende (270 l/(s x ha) für ein 10-minütiges Regenereignis mit 5-jähriger Häufigkeit). Je geringer der Wert, desto geringer ist der oberflächliche Abfluß und desto größer ist der Versickerungsanteil. Die Größe des Abflußbeiwertes ist neben dem ausgewählten Pflasterstein bzw. der Platte vor allem von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. Insbesondere sind dies die Versickerungsleistung der verwendeten Baustoffe für Tragschicht, Bettung und Fuge, die Durchlässigkeit des Untergrunds, eine eventuelle Verschmutzung und das Gefälle der Fläche sowie die örtlichen Niederschlagsverhältnisse. Bei Rasenfugenpflaster spielt zudem das verwendete Fugensubstrat eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund können die angegebenen »mittleren Abflußbeiwerte« nur einen Durchschnitt darstellen. Die tatsächlichen Werte jeder individuellen Fläche können nach oben oder unten abweichen.
Gutachten bestätigen, dass unsere Produkte die für Flächen ohne Kanalanschluss vorgeschriebene Versickerungsleistung von 270l/(sxha) übertreffen. Auch wenn die Infiltrationsleistung im Laufe der Zeit üblicherweise
Befahrbare Oberflächen erfordern eine Befestigung, die idealerweise die Beeinträchtigung des natürlichen Wasserhaushaltes auf ein Minimum reduziert. Um dies zu erreichen, sollte die Flächenbefestigung ohne Versiegelung und stattdessen in wasserdurchlässiger Bauweise erfolgen. Für eine dauerhaft funktionierende ökologische Flächenbefestigung ist die ausreichende Wasserdurchlässigkeit des Baugrundes sowie aller Oberbauschichten unabdingbar. Diese müssen in Abhängigkeit von der erwarteten Verkehrsbelastung dimensioniert und bis zur geforderten Standfestigkeit verdichtet werden.
Da jedoch zwischen Standfestigkeit und Wasserdurchlässigkeit grundsätzlich ein Spannungsverhältnis besteht, sind an die in Tragschichten, Bettung und Fugenfüllung eingesetzten Materialien spezifische Anforderungen zu stellen. Insbesondere sollte der Feinkornanteil der verwendeten Baustoffgemische auf maximal 3 Massenprozent begrenzt werden, um die Wasserableitung zu gewährleisten. Zudem ist der Schlagzertrümmerungswiderstand des Materials so auszuwählen, dass er der geplanten Verkehrsbelastung entspricht.
Ein weiteres zentrales Kriterium bei wasserdurchlässigen Pflasterbauweisen ist die Filterstabilität zwischen den Baustoffgemischen benachbarter Schichten. Diese Stabilität stellt sicher, dass die Schichten langfristig funktionsfähig bleiben, indem ein Materialaustausch zwischen ihnen verhindert wird und die Durchlässigkeit der Schichten nicht beeinträchtigt wird.
So wird gewährleistet, dass ökologische Flächenbefestigungen nachhaltig, stabil und gleichzeitig wasserdurchlässig gestaltet werden können, ohne den natürlichen Wasserhaushalt wesentlich zu stören.
Begrünbare Pflastersysteme binden eine Belagsfläche in den Kontext der umgebenden Grünflächen ein und erfüllen nicht vorrangig den Zweck der Versickerung von Niederschlägen. Sie verzögern den oberflächlichen Abfluss von Niederschlagswasser, sind i.d.R. unempfindlich gegen Starkregen oder Überflutung und können die Umgebung kühlen, da über Wurzeln aufgenommene Feuchtigkeit verdunstet wird.
Bei anhaltender Trockenheit müssen die Belagsfläche bewässert werden, um die Begrünung zu erhalten. Bei der Pflege ist darauf zu achten, dass Beikräuter und aufkeimende Gehölze möglichst früh und sorgfältig entfernt werden, damit sich deren Wurzeln nicht in der Bettung ausbreiten. Der Winterdienst darf keine pflanzenschädigende Auswirkung haben, daher dürfen kein Streusalz und keine Räumschilde zur Schneebeseitigung verwendet werden. Sofern es Anforderungen an eine barrierefreie Nutzung der Fläche gibt, sind begrünbare Pflastersysteme allein ungeeignet und müssen in Bewegungsflächen mit Pflastersteinen oder Platten mit engen Fugen kombiniert werden, damit eine erschütterungsarme Benutzung z.B. mit Rollatoren möglich ist.
Entwässerung über die Fuge
Drainfugensteine sind nach DIN EN 1338 zertifizierte, gefügedichte Pflastersteine, die besonders für die effektive Entwässerung von Verkehrsflächen entwickelt wurden. Sie leiten das Niederschlagswasser über gezielt gestaltete Fugenräume in den Oberbau ab, wodurch der natürliche Wasserhaushalt unterstützt und die Entwässerungssysteme entlastet werden. Dabei ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Steinoberfläche und Fugenbreite entscheidend, weshalb Drainfugensteine oft mit Kantenlängen von maximal 40 cm konzipiert und mit breiteren Fugen als herkömmliche Pflasterbeläge ausgestattet sind. Eine maximale mittlere Fugenbreite von 15 mm gewährleistet barrierefreie Nutzung, wobei Erfahrungswerte und Messdaten zur exakten Fugenbreite herangezogen werden.
Als Bettungsmaterial hat sich Hartgesteinssplitt der Korngruppe 2-5 mm bewährt, die Fugen werden üblicherweise mit Splitt 1-3 mm gefüllt. Damit ist eine rasche Ableitung von Niederschlagswasser durch die Pflasterdecke hindurch gewährleistet. Allerdings werden durch die groben Gesteinskörnungen auch Schmutz und Staub in die Belagsdecke eingespült und lagern sich spätestens auf der Oberfläche der Tragschicht ab. Auf Dauer gesehen wird dadurch die Versickerungsleistung vermindert, weshalb das Merkblatt für Versickerungsfähige Verkehrsflächen (M VV) einen Abflussbeiwert zwischen 0,3 bis 0,5 empfiehlt. Ab einer durchschnittlichen Verkehrsbelastung von 300 Kfz pro Tag, dürfen Niederschlagsabflüsse nicht unbehandelt in ein Gewässer eingeleitet oder versickert werden.
Durch Verwendung eines speziellen Fugenmaterials werden Schmutz, Staub und Schadstoffe aus dem Niederschlagswasser herausgefiltert. Diese Bauweise ist durch das DIBt geprüft und durch eine allgemeine Bauartgenehmigung (aBG) geregelt. Der Flächenbelag erhält dadurch zusätzlich die Funktion einer Behandlungsanlage für Niederschlagswasser (proWater). Feinpartikel und Schadstoffe werden oberflächennah in den Fugen festgehalten und können die Wasserdurchlässigkeit nicht dauerhaft beeinträchtigen. Turnusgemäß muss die Belagsfläche alle 10 bis 15 Jahre im Spül-Saufverfahren gereinigt werden. Dabei werden die Fugen 2 – 3 cm tief entleert und anschließend wieder bis zur Oberkante gefüllt. Die Wasserdurchlässigkeit wird auf einen Wert zurückgeführt, der zu ca. 90 % der Versickerungsleistung im Neuzustand entspricht. Somit ist es zulässig einen mittleren Abflussbeiwert von 0,0 anzusetzen.
Da im Fugenraum zwischen Drainfugensteinen wenig Feuchtigkeit gespeichert wird, ist ein positiver Einfluss auf das Kleinklima durch Verdunstung kaum spürbar.
Entwässerung über Stein und Fuge
Haufwerksporige Pflastersteine, auch als wasserdurchlässige oder poröse Pflastersteine bekannt, werden zunehmend im Verkehrswegebau eingesetzt, insbesondere in Bereichen, wo eine natürliche Entwässerung des Niederschlagswassers angestrebt wird. Durch ihren Aufbau mit vielen Hohlräumen lassen sie Wasser gezielt durch die Pflasterfläche in die darunterliegende Tragschicht und den Boden versickern. Dies bietet ökologische und wirtschaftliche Vorteile, bringt jedoch auch spezifische Herausforderungen und Risiken mit sich, die bei der Planung und Ausführung von Verkehrsflächen zu berücksichtigen sind.
Reduzierung der Oberflächenentwässerung
Haufwerksporige Pflastersteine ermöglichen es, dass Regenwasser direkt vor Ort versickern kann, wodurch eine Entlastung der öffentlichen Entwässerungssysteme und der Kanäle erreicht wird. Die Kosten und der Aufwand für Entwässerungsanlagen, wie Kanäle oder Regenrückhaltebecken, können damit oft reduziert werden.
Verringerung der Hochwassergefahr und Schutz des Wasserhaushalts
Da das Wasser vor Ort in den Boden geleitet wird, wird der natürliche Wasserhaushalt unterstützt. Die Grundwasserneubildung wird gefördert, und die Oberflächenversiegelung, die mit herkömmlichen Pflasterflächen einhergeht, wird vermieden. Besonders in städtischen Gebieten hilft dies, Hochwasserspitzen nach Starkregenereignissen zu reduzieren.
Filterfunktion und Schadstoffreduktion
Beim Durchsickern durch die porösen Pflastersteine und die darunterliegende Tragschicht werden Schadstoffe wie Öl, Schwermetalle oder Mikroplastik teilweise gefiltert und abgebaut. Dies trägt dazu bei, dass weniger belastetes Wasser in das Grundwasser gelangt und verbessert die Qualität des abgeleiteten Wassers.
Ökologischer und klimatischer Nutzen
Haufwerksporige Pflasterflächen heizen sich weniger auf als vollständig versiegelte Flächen, was die Bildung von Hitzeinseln in Städten reduziert. Zudem bietet die Durchlässigkeit eine natürliche Rückführung des Wassers in den Boden, was insbesondere in Trockenperioden von Vorteil ist.
Haufwerksporige Pflastersteine bieten zahlreiche ökologische Vorteile, insbesondere in Hinblick auf die Entlastung des Wasserhaushalts, die Grundwasserneubildung und die Reduzierung von Hochwassergefahren. Sie sind besonders geeignet für Bereiche mit geringen bis mittleren Belastungen und tragen zur nachhaltigen Gestaltung urbaner Räume bei. Die Entscheidung für haufwerksporige Pflasterungen erfordert jedoch eine sorgfältige Planung hinsichtlich des Lastprofils, und um Frostschäden vorzubeugen. Bei sachgerechter Anwendung bieten haufwerksporige Pflastersteine eine umweltfreundliche und funktionale Alternative zu konventionellen Pflasterbelägen, die einen wichtigen Beitrag zum nachhaltigen Bau von Verkehrsflächen leisten können.
GDM.KLIMASTEIN ist eine Kombination aus haufwerksporigem und gefügedichtem Stein und der weltweit erste dreischichtige Pflasterstein mit einem gefügedichten Vorsatz, einer haufwerksporigen Speicherschicht und einer Kapillarschicht als Basis. Durch den dreischichtigen Aufbau ist es gelungen alle positiven Eigenschaften der zuvor genannten Systeme in einem Produkt zu vereinen.
Bei Regen wird das Niederschlagswasser über die Fugen versickert. Nachdem es die Vorsatzschicht passiert hat, wird es von der darunterliegenden Speicherschicht aufgenommen und zurückgehalten, damit es nach dem Regen an die Umgebungsluft verdunsten kann. Messungen haben gezeigt, dass bei einer Steindicke von 8 cm 10 l Niederschlagswasser pro Quadratmeter gespeichert werden. Die Basis des GDM.KLIMASTEIN bildet die sogenannte Kapillarschicht.
Gefüllte Kapillarporen verhindern, dass Feuchtigkeit der Speicherschicht nicht direkt an die Bettung abgegeben wird, bewirken aber gleichzeitig, dass Restfeuchtigkeit aus der Bettung entgegen der Schwerkraft in die Speicherschicht transportiert wird. Dadurch kann die Verdunstungsleistung von GDM.KLIMASTEIN auf über 50% der jährlichen Niederschlagsmenge erhöht werden. Das entspricht der Feuchtigkeitsmenge, die eine Wiese verdunsten kann. Versickerung, Verdunstung und Filterung sind die wichtigsten Bausteine, um Siedlungsgebiete nach dem Schwammstadtprinzip umzugestalten und um sie dadurch auf die Herausforderungen des Klimawandels vorzubereiten.
Haufwerksporige Pflastersysteme sind empfohlen für Flächenbefestigungen bis zur Belastungsklasse Bk0,3. Dieser Belastungsklasse sind z.B. Wohnwege und Wohnstraßen zugeordnet. Obwohl GDM.KLIMASTEIN mit haufwerksporigen Schichten hergestellt ist, erfüllt er in vollem Umfang alle Anforderungen an gefügedichte Pflastersteine aus Beton gemäß DIN EN 1338. Dadurch ist er geeignet für versickerungsfähige Verkehrsflächen bis zur Belastungsklasse Bk1,8, also einer 6-fach höheren Verkehrsbelastung als herkömmliche haufwerksporige Pflastersysteme.
Entsprechend größer ist das Potential an Verkehrsflächen, auf denen sich die proaktiven Eigenschaften des GDM.KLIMASTEIN entfalten können. Straßen bis hin zur Kategorie “Dörfliche Hauptstraße” und sogar Straßen in kleinere Gewerbegebiete können vom Kanalnetz abgetrennt werden. Da außerdem immer mehr Städte und Gemeinden dazu tendieren, die Richtgeschwindigkeit innerorts auf 30 km/h zu verringern, werden immer bessere Rahmenbedingungen für die Verwendung von Pflastersteinen mit proaktiven Eigenschaften in Verkehrsflächen geschaffen. Mit zunehmender Verkehrsbelastung steigt auch die Schadstoffbelastung des Niederschlagswassers. Ausgefugt mit dem speziellen Fugenmaterial nach allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) werden jedoch Schwermetalle, Kohlenwasserstoffe und Mikroplastik bereits bei der Durchströmung der Fugen herausgefiltert. Um das Grundwasser vor Verunreinigungen zu schützen sind daher keine zusätzlichen Anlagen zur Niederschlagswasserbehandlung abseits der Fahrbahnen erforderlich.
Der GDM.KLIMASTEIN ist eine zukunftsweisende Lösung für städtische Verkehrsflächen, die eine nachhaltige Entwässerung, Wasserspeicherung und Schadstoffrückhaltung ermöglicht. Er vereint hohe Belastbarkeit mit den Vorteilen ökologischer Pflastersysteme und kann damit zum Herzstück klimafreundlicher Infrastruktur werden. Durch seine Kombination aus Verdunstungs-, Versickerungs- und Filterfunktionen leistet der GDM.KLIMASTEIN einen wesentlichen Beitrag zur Anpassung urbaner Räume an den Klimawandel.
proDrain
Dezentrale Flächenversickerung unterstützu bei der Erhaltung der natürlichen Wasserbilanz vor Ort weitestgehend intakt und entlastet das Kanalnetz.
proVapo
Verdunstungsaktivität verbessert das Stadtklima: höhere Luftfeuchtigkeit und mehr Abkühlung.
proWater
Das Fugenmaterial filtert Schadstoffe aus dem Niederschlagswasser von Verkehrsflächen: Grundwasserschutz.
proAir
Dank modifizierter Betonrezeptur trägt die Fläche zur Reduktion von Luftschadstoffen bei
proReflect
Die Oberfläche reflektiert die Wärme der Sonneneinstrahlung und schützt gegen Aufheizung.
proSilence
Bestimmte Formate, die Fugenbreite und Oberflächenstruktur, sowie das Verlegemuster garantieren einen besonders leisen Pflasterbelag.
proCycle
Schont Rohstoffressourcen durch Recycling und Upcycling.
proPower
Intelligente angeordnete Abstandshalter an den Steinflanken bewirken eine form- und kraftschlüssige Verbundwirkung.
Seit 2021 ist unsere Familienunternehmen mit dem renommierten Cradle to Cradle Certified® Gold ausgezeichnet – als erstes Betonsteinunternehmen weltweit.
Die Cradle to Cradle-Zertifizierung beurteilt die Kreislauffähigkeit von Produkten und denkt Produktionsprozesse neu. Cradle to Cradle bedeutet, wörtlich übersetzt ‚von der Wiege zur Wiege‘. Wertvolle Rohstoffe sollen nicht verschwendet, sondern unendlich wiederverwendet werden. Die Prämisse dabei ist, dass Produkte nach ihrem Gebrauch zu 100 % kreislauffähig und völlig umweltverträglich wieder als Rohstoffe eingesetzt werden können.
Chemische Auftaumittel und Salze sind aus ökologischen Gründen bei begrünbaren und versickerungsfähigen Befestigungen verboten. Sie greifen die Oberfläche des Betonsteins an und schaden nachhaltig die Umwelt. Wir empfehlen diese Flächen mit Splitt 1/3 mm bzw. 2/5 mm abstumpfend zu streuen.
Beim Räumen von Schnee ist stets darauf zu achten, dass der Pflasterbelag nicht beschädigt wird. Räumschilde dürfen nur mit Vulkolan-/Kunststoffleiste verwendet werden. Um Beschädigungen an der Vegetation auszuschließen sollten bei begrünbaren Flächenbefestigungen vorzugsweise Schneefräsen oder Besen für die Schneebeseitigung eingesetzt werden.
