Wassermanagement, nachhaltige Lösungen, die auf der Hand liegen
DOSSIER C21 - Die große Hitzewelle im Jahr 2023, die zur Austrocknung der Böden und zur Schwächung der Vegetation und der Artenvielfalt führte, brachte eine klare Erkenntnis: Es ist höchste Zeit, den Umgang mit der Ressource Wasser zu überdenken und die Systeme zur Wassergewinnung und -aufbereitung auf der Ebene der Gebäude, der Städte und der Regionen anzupassen.
Die bisherige Art der Regenwasserbewirtschaftung, bei der alles durch Rohre geleitet wurde, hat längst ihre Grenzen aufgezeigt und zu überlasteten Netzen, verstärkten Abflüssen und Überschwemmungen sowie einer stärkeren Verschmutzung der natürlichen Umwelt geführt. Diese Verwaltung muss nunmehr integriert werden, indem der natürliche Wasserkreislauf auf Projektebene so weit wie möglich aufrechterhalten wird, um das Wasser so nah wie möglich am Ort seines Auftreffens zu versickern und zu nutzen.
Um an der Quelle ansetzen zu können, muss man die Niederschlagsbedingungen des Gebiets kennen, insbesondere die Dynamik der Niederschläge in den einzelnen Jahreszeiten, die Topografie, die Landschaft, die Geotechnik und die Abflussmöglichkeiten. Es gibt große Unterschiede zwischen den Regionen und innerhalb der Regionen selbst, je nach Relief, maritimen Einflüssen und Windverhältnissen. Es sei daran erinnert, dass 80 % der Niederschläge, die auf das Land fallen, kleine Regenfälle sind, die stark in den Boden einsickern. Daher ist es unabhängig von der Region und ihren Besonderheiten das Ziel der integrierten Regenwasserbewirtschaftung, auf der Ebene der einzelnen Grundstücke die üblichen Regenmengen mithilfe alternativer Techniken zu erhalten.
Nicht künstlich machen, renaturieren
In diesem Sinne besteht eine der ersten Maßnahmen darin, den Boden nicht künstlich zu bebauen, was bedeutet, die Sparsamkeit der Bebauung zu betonen. Soweit wie möglich sollten natürliche Bodenflächen wiedergewonnen oder erhalten werden, wobei die Wasserfunktionen mit verschiedenen Nutzungen wie Fußwegen, Freizeitbereichen oder Parkplätzen verbunden werden können. Es scheint auch angebracht, eine Renaturierung der Böden vorzunehmen, ein neuer Begriff, der den Paradigmenwechsel bei der Berücksichtigung der Böden, ihrer Funktionen und der Gesamtheit der von ihnen erbrachten Leistungen widerspiegelt.
Dies ist unter anderem eines der Ziele des Programms "Oasenhöfe", bei dem Teerbeläge innerhalb von Schulgebäuden durch eine wasserdurchlässige und begrünte Oberfläche ersetzt werden sollen. Die Durchlässigkeit der Oberflächen soll ebenfalls optimiert werden. Wenn aus technischen Erwägungen (Lastaufnahme, Ausreißen, Zugänglichkeit für Personen mit eingeschränkter Mobilität...) ein gebauter Boden erforderlich ist, gibt es dennoch durchlässige Ausstattungen (Pflasterungen, Bodenplatten, Plattenbeläge, poröser Beton...). Es sollten Beläge mit möglichst hohen Durchlässigkeitskoeffizienten und möglichst hellem Licht (Albedo) bevorzugt werden, um die Speicherung von Kalorien abzuschwächen. Fußgängerwege und Parkplätze eignen sich leicht für diese Übung.
Eine Möglichkeit, Regenwasser besser zu verwalten, besteht darin, das Einleiten von Regenwasser in ein Sammelnetz hinauszuzögern oder sogar zu vermeiden. Meistens wird das gesammelte Regenwasser in die Netze zurückgeführt, was die zu behandelnde Wassermenge erhöht und zu einer Überlastung der nachgeschalteten Netze führen kann. Es gibt Lösungen, die das Eindringen des Regenwassers in die Kanalisation verlangsamen (interessant bei sintflutartigen Regenfällen) oder sogar ganz verhindern, dass es in die Kanalisation eingeleitet wird.
Das Anlegen einer Vegetationsdecke ermöglicht beispielsweise die Reduzierung des ins Netz geleiteten Regens, zunächst durch Pufferung (Schwammphänomen) und dann durch Evapotranspiration (Volumenreduzierung). Die Vegetationsdecke bringt weitere Vorteile mit sich (Verbesserung des thermischen Komforts im Sommer, Zufluchtsorte für Tiere, Wiederbelebung von Straßen...). Bei der Umsetzung muss sichergestellt werden, dass die Pflanzen auch in Trockenzeiten mit Wasser versorgt werden (hydraulische Studien, die das Vorhandensein von Reserven zeigen, Zugang zum Grundwasser), und gegebenenfalls müssen Reserven geschaffen werden (Reservoir, Teich...). Auch die Pflanzzeit muss untersucht und geplant werden, damit die Pflanzen während der Erholungsphase nicht einem Wasserstress ausgesetzt werden. Es scheint auch notwendig zu sein, starke Neigungen zu begrenzen, die den Abfluss und die Erosion verstärken, die Begrünung der Wände (Dächer & Fassaden) zu fördern und den Wasserkreislauf innerhalb des Projekts landschaftlich zu gestalten.
Schließlich wird das Sammeln von Regenwasser und seine Wiederverwendung dank oberirdischer oder unterirdischer Speichersysteme die Trinkwasserressourcen schonen. Es können Sammelbehälter oder flexible Tanks installiert werden, die leicht zu installieren und zu tarnen sind. Man denke auch an das Konzept des Regengartens, der an den Maßstab des Gebäudes angepasst ist und dessen Aufgabe es ist, Regenwasser mit dem Ziel aufzufangen, es für alle möglichen Zwecke wiederzuverwenden, oder an Schwammparzellen, die eine Doppelrolle als Wasserrückhaltebereich und als neue Pflanzeneinträge auf dem erneuerten Gelände spielen.
Minimierung, Wiederverwendung und Behandlung von Abwasser
Eine der Quellen für die Verschlechterung von Oberflächengewässern (Flüsse, Seen) und Grundwasser (Grundwasser) ist die chemische oder physikalisch-chemische Verschmutzung, die zum Teil aus häuslichen Abwässern stammt. Diese Verschmutzungen können negative Auswirkungen auf die aquatischen Ökosysteme und die menschliche Gesundheit haben. Die Herausforderung besteht also im Vorfeld darin, die Abwasserproduktion zu minimieren und das Abwasser so weit wie möglich wiederzuverwenden, indem es vor Ort aufgewertet wird, bevor es in den Abwasserkreislauf gelangt.
Die Menge des zu behandelnden Wassers kann reduziert werden, indem man das Regenwasser über getrennte Kreisläufe vom übrigen Abwasser trennt. Zweitens ist es notwendig, auf die richtige Nutzung von Gebäuden einzuwirken, um den Wasserverbrauch zu senken, das Grauwasser zu begrenzen und/oder die zu behandelnde Schadstoffbelastung zu verringern. Schulen bieten z. B. Leitfäden für Personal und Schüler sowie Aushänge im Zusammenhang mit guten Praktiken bei der Nutzung von Trinkwasser an. Um die Verschmutzung zu verringern, sollten gesunde Reinigungsmittel mit geringen Auswirkungen auf die Gesundheit bevorzugt werden. Als Ersatz für Produkte, die schädlich für die Umwelt und die menschliche Gesundheit sind (Bleichmittel, Ammoniak).
Bisher war die Wiederverwendung von Grauwasser hauptsächlich auf die Verwendung im Freien (Bewässerung, Reinigung) ausgerichtet. Nunmehr umfasst sie auch die Nutzung in Innenräumen (Toilettenspülung, Bodenreinigung), wobei im Rahmen eines Experiments oder einer Genehmigung durch die Präfektur zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen (seit 2015 wird in dieser Frage an gesetzlichen Regelungen gearbeitet). Der mobilisierbare Teil des Grauwassers ist das Wasser aus den Nasszellen (Badewannen, Duschen, Waschbecken und Waschmaschinen). Dasjenige aus der Küche, das stärker mit organischen Stoffen belastet ist, wird in der Regel nicht berücksichtigt. Das gesammelte Grauwasser kann nicht unbedingt unverändert wiederverwendet werden und muss mehr oder weniger stark aufbereitet werden, z. B. durch eine Mikrofilteranlage. Mit einem Fassungsvermögen von 100 Litern kann die Anlage eine Toilette für 14 Spülungen pro Tag versorgen. Es gibt auch größere Anlagen wie den Membranbioreaktor, mit dem eine Trinkwassereinsparung von 2.000 Litern pro Tag erreicht werden kann.
Wenn alle möglichen Lösungen zur Einschränkung des Trinkwasserverbrauchs und zur maximalen Wiederverwendung von Grauwasser umgesetzt wurden, muss verschmutztes Abwasser behandelt werden, bevor es in die natürliche Umwelt gelangt. Gemäß den Vorschriften besteht für jedes Gebäude, das für den häuslichen Gebrauch bestimmt ist, die Pflicht, sich an ein kollektives Abwassersystem anzuschließen, wenn ein solches vorhanden ist. Der Anschluss kann auf konventionelle Weise erfolgen, was Tiefbauarbeiten und einen hohen technischen Aufwand für die Wartung der Anlagen erfordert.
Er führt zu einem hohen Energieverbrauch und zu gesundheitlichen Auswirkungen durch die verwendeten physikalisch-chemischen Produkte, insbesondere in Abwasseraufbereitungsanlagen (ARA). Die Reinigung kann jedoch auch durch Phytoreinigung oder Reinigung durch lebende Organismen erfolgen. Diese Art der Behandlung ist interessant, weil sie einfach zu implementieren und zu warten ist, wenig oder gar keine Energie verbraucht, keine chemischen Inputs benötigt, wenig Klärschlamm produziert und Pflanzen einsetzt, die die Biodiversität fördern. Mit diesem Verfahren können Abwassermengen von Einfamilienhäusern bis hin zu mehreren tausend Einwohnergleichwerten (EW) behandelt werden.
Planen, um den Wasserverbrauch in Gebäuden zu begrenzen
Um den Wasserverbrauch zu minimieren und den Einsatz von nicht-leitungsgebundenem Wasser zu maximieren, ist es zunächst notwendig, alle Nutzungen, ihre Intensität und ihren zeitlichen Ablauf genau zu bestimmen. Alternative Techniken und/oder wassersparendere Lösungen können bereits in der Planungsphase des Projekts in Betracht gezogen werden, aber auch in der Umsetzungsphase durch die Wahl der Materialzusammenstellung und die Wassernutzung während der Bauphase. Sobald das (meist aufbereitete) Wasser in das Gebäude gelangt, sollte es möglichst wenig benötigt werden, möglichst wenig zirkulieren, möglichst viel genutzt werden, bevor es abgelassen wird, Lecks beseitigt und möglichst viel durch Regen- oder Abwasser ersetzt werden. Dazu gehört auch die Reduzierung von Durchflussstellen, wie z. B. Toiletten ohne Wasser, auch in Gemeinschaftseinrichtungen. Darüber hinaus scheint die gemeinsame Nutzung von Wasser in Gemeinschaftseinrichtungen ein Weg zu sein, der weiterverfolgt werden sollte.
Eine gängige Praxis im Ausland (Schweiz, Schweden, Australien, Singapur...) ist die Einrichtung von Gemeinschaftswaschräumen. Dies ermöglicht es, keine Bodenfläche in einem isolierten und beheizten Raum zu belegen, im Sommer keine Kalorien in den Wohnraum zu bringen und die Zu- und Ableitungen auf ein Minimum zu reduzieren. Der Vorteil liegt auch in der Benutzerfreundlichkeit und der gemeinsamen Nutzung von leistungsfähigeren Geräten im Sinne einer Ökonomie der Funktionalität. Die Wasserzirkulation muss ebenfalls optimiert werden, indem man auf die Sparsamkeit der eingesetzten Materialien abzielt, indem man die Anzahl der Bögen und Schweißnähte begrenzt. Außerdem reduziert dieser Ansatz das Risiko von Leckagen und Druckverlust. Der Kreislauf sollte Elemente zur Überwachung und Erleichterung der Wartung enthalten. Neben den materiellen Elementen ist es im Betrieb wichtig, Personen zu benennen, die die Systeme überwachen, steuern und an ihnen arbeiten.
Wasser in der Realisierungsphase, der sogenannten "Baustelle".
Im Durchschnitt werden 42 % des auf einer Baustelle verwendeten Wassers verschwendet. Ein Neubau verbraucht 50 % mehr Wasser als die Sanierung eines bestehenden Gebäudes. Die wichtigsten Herausforderungen sind daher die Reduzierung des Trinkwasserverbrauchs, die Vermeidung von Wasserverschmutzung und die Wiederverwertung von Abwasser vor Ort. Um den Wasserverbrauch zu optimieren, sind Trockenbau und Vorfertigung in der Werkstatt zu bevorzugen, aber auch die Reinigung der Geräte mit klarem Wasser zu beschränken und das gesammelte Wasser wiederzuverwerten. Beispielsweise kann bei bestimmten Verbindungen von Materialien, die aus trockenen Quellen stammen (Holz, Stroh, Metall, Erde, Stein), bei der Verarbeitung fast vollständig auf Wasser verzichtet werden.
Außerdem werden dadurch die Probleme im Zusammenhang mit den Trocknungszeiten auf der Baustelle und den daraus resultierenden Pathologien erheblich reduziert. Trockenfundamente (Zyklopenfundamente, Reifenfundamente, Rammpfähle oder Schraubpfähle) reduzieren ebenfalls den Wasserbedarf. Um den Wasserverbrauch auf der Baustelle einzuschränken, ist es wichtig, die Reinigung mit Wasser zu optimieren, Trockentoiletten zu installieren und schließlich das Waschwasser zu sammeln, insbesondere durch die Rückgewinnung von Wasser aus Betonanlagen, Fahrzeugen und Rinnen der Kreisel nach dem Dekantieren.
Letztendlich gibt es leicht umsetzbare Lösungen für eine nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen in den Projekten. Die Berufsverbände, die dem Collectif des démarches quartiers et bâtiments durables angehören, spielen eine Rolle bei der Sammlung von Expertenwissen und dessen pädagogischer Verbreitung an die Fachleute des Sektors. Die Akteure werden dazu angehalten, einfache Prinzipien von der Planung bis zur Instandhaltung des Gebäudes umzusetzen, indem sie sich auf konkrete Beispiele und inspirierende Erfahrungsberichte stützen.
- Ein Artikel, der vom Collectif des Démarches Quartiers et Bâtiments Durables (Envirobat Occitanie, Ekopolis (IDF), Batylab (Bretagne), Terragilis (Bourgogne-France-Comté), Odéys (Nouvelle-Aquitaine) und EnvirobatBDM (PACA) unterzeichnet wurde.
Ein aus dem Französischen übersetzter Artikel, finden Sie das Original hier
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