Schwammstadt – Gesicherte Fakten und Erfahrungen

Angesichts der rasanten Klimaveränderungen und den immer wieder auftretenden Starkregenereignissen ist allerdings keine Zeit mehr für langwierige Grundlagenforschung. Es muss jetzt bereits geplant und gebaut werden – so wie das beispielsweise in Österreich geschieht.

Solange keine der derzeit unterschiedlichen Bauweisen als Regelbauweise anerkannt oder genormt sind, gelten solche Anlagen allerdings als Sonderbauweisen mit allen Risiken aber auch Chancen. Das erfordert von Auftraggebern, Planern und Ausführungsfirmen Mut und Innovationsbereitschaft. Die schwierigen rechtlichen Fragen bei solchen Sonderbauweisen abseits von geltenden Normen sollten in einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit aller Beteiligten aber lösbar sein.

Begriff "Rigole"

Im Zusammenhang mit Regenwasser Retention und Bäumen taucht oft der Begriff "Baumrigole" auf. Das ist meines Erachtens ein falsch gewählter Begriff.

Im DWA-Regelwerk "Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser – Teil 1: Planung, Bau, Betrieb" (2024) wird eine Rigole definiert als "Unterirdische Speicher aus Schüttmaterial mit großer Speicherfähigkeit (z. B. Kies) und eingebetteten Vollsickerohren."

Oder alternativ: "Rigolen aus Fertigteilen (z. B. Füllkörper oder Tunnelelemente aus Kunststoff oder Beton)" (S. 57). Sofern die Rigole nicht unter Pflasterflächen liegt, sondern mit Boden überdeckt ist, soll die Bepflanzung aus Rasen, Wildblumen und flach wurzelnden Stauden und Sträuchern bestehen. (Bild 11, S. 58)

Damit ist klar, dass Rigolen nicht für eine Bepflanzung mit Bäumen oder Großsträuchern geeignet oder vorgesehen sind, sondern ein rein technisches Bauwerk zur Wasserversickerung darstellen. Sinnvoller wären Begriffe wie "Schwammstadtsysteme" oder "Versickerungsanlagen mit Bepflanzung".

Substrate und Baumgrubenaufbau

Die GALK hat im Jahr 2023 ein Positionspapier "Baumstandorte sind keine Versickerungsanlagen" veröffentlicht und sich kritisch zum Thema Baumpflanzung und Versickerung geäußert.

Die Bedenken sind gerechtfertigt, denn indem Wasser einfach in einen vorhandenen Baumstandort eingeleitet wird, ohne genauere Kenntnis des Bodens, wird keine funktionierende Versickerungsanlage entstehen.

Allerdings fehlt in dem Positionspapier der Hinweis auf zum Teil langjährig erfolgreiche Anlagen im Ausland, die zeigen, dass bei entsprechender Planung und Ausführung die Kombination von Versickerungsanlage und Baumstandort durchaus möglich ist und viele Vorteile bietet – sowohl in Bezug auf das Regenwassermanagement als auch das Wachstum der Bäume.

Der Ausgangspunkt für jede Planung eines Schwammstadt-Systems ist die Berechnung der anfallenden Regenmenge – unabhängig davon, ob es sich um eine einfach gestaltete offene Mulde, große Baumscheibe, Baumstreifen oder ein überbaubares System handelt.

Das beginnt mit der Festlegung eines entsprechenden Bemessungsregens aus dem sich die abzuführende Wassermenge je Zeiteinheit ergibt. Bekannt sein müssen außedem die Eigenschaften des Bodens oder Substrats, insbesondere die Wasserkapazität und -durchlässigkeit, sowie die Wasserdurchlässigkeit des Untergrunds. Daraus ergibt sich am Ende die Größe des benötigten Retentionsraums. Diese Berechnungen sind nicht neu, sondern Standard bei allen Entwässerungsplanungen.

Wenn ausreichend Platz zur Verfügung steht und das zu versickernde Wasser nicht schädlich verunreinigt ist, kann der Baumgrubenaufbau (nicht überbaut) entsprechend den Regelwerken der FLL "Empfehlungen für Baumpflanzungen, Teil 2" und ZTV-Vegtra-Mü erfolgen.

In den Innenstädten, wo der Platz immer knapp ist, müssen überbaubare Schwammstadtsystem zur Anwendung kommen, um den notwendigen Retentions- und Wurzelraum zu erreichen. In Schweden wurde dafür das Grobschlag-Feinerde-System entwickelt.

Ein Schotterkörper aus groben Steinen, Korngröße circa 90 bis 150 Millimeter, bildet ein tragfähiges Gerüst mit "geschützten" Hohlräumen, in die eine Feinerde, bestehend aus Sand, Schluff, Kompost und Pflanzenkohle eingeschlämmt wird. Darüber wird eine Belüftungs-/Verteilschicht, Korngröße 32 bis 63 Millimeter, eingebaut. Den Abschluss nach oben bildet ein Vlies.

Auf dieser tragfähigen Unterlage kann dann der Pflasteraufbau erfolgen. In Böden mit schlechter Wasserdurchlässigkeit kann zusätzlich am tiefsten Punk eine Sohldrainage zur Ableiten von Überschusswasser in eine Rigole, Zisterne oder die Kanalisation verlegt werden.

Das Wasser wurde vollständig vom System aufgenommen.

Diese Systeme basieren weitestgehend auf der Verwendung von lokalen und natürlichen Rohstoffen: Splitte in unterschiedlichen Korngrößen, Baum- und Schlämmsubstrate mit Pflanzenkohle und Kompost. Diese Materialien können bei einem späteren Abbau oder Umbau problemlos getrennt und wiederverwendet werden.

Lediglich das Trennvlies und die Verteilrohre müssen als Abfall entsorgt werden. Ganz im Gegensatz zu den Systemen mit Kunststoffkästen als tragende Struktur in Baumgruben, die für spätere Generationen bei der Trennung und Entsorgung Probleme und Kosten verursachen werden.

Verschiedentlich werden Schwammstadt-Aufbauten mit einer Wanne aus Lehm am Grund der Baumgrube zur zusätzlichen Wasserspeicherung veröffentlicht. Das ist meines Erachtens, aber auch aus Sicht der Kollegen aus Österreich und der Schweiz, eine eher ungünstige Bauweise – vor allem, wenn diese Bauweise mit nässeempfindlichen Gehölzarten kombiniert werden. Wasser sollte fließen.

Stehendes Wasser im Untergrund ist für die überwiegende Zahl von Pflanzen eher nachteilig. Eine nach unten offene Baumgrube ermöglicht hingegen die Wurzelentwicklung in größere Tiefen – was immer vorteilhaft ist. Die bessere Lösung wäre der Einbau einer Zisterne außerhalb der Baumgrube. Das dort gespeicherte Wasser kann in Trockenperioden zur Baumbewässerung verwendet werden und spart kostbares Trinkwasser.

Schadstoffe im Wasser und Streusalz

Schadstoffbelastetes Wasser darf selbstverständlich nicht einfach versickert werden. Es muss eine Vorreinigung erfolgen. In den Systemen in Österreich wird in diesen Fällen ein bepflanztes Tiefbeet mit Bodenfilter vorgeschaltet, von dem aus das gereinigte Wasser in die Baumgrube geleitet wird. Eine andere Möglichkeit sind technische Filter.

Die Firma Hauraton bietet die Entwässerungsrinne Drainfix Clean mit dem Filtersubstrat Carbotec 100 an, um zuverlässig Schadstoffe aus dem Niederschlagswasser zu filtern. Das System ist wartungsarm. In Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten ist eine erste Kontrolle erst nach 10 Jahren erforderlich, ein Austausch des Filtersubstrats unter Umständen erst nach circa 40 Jahren – in Abhängigkeit von der Schadstoffbelastung des Wassers. Das gereinigte Wasser kann anschließend versickert oder in die Baumgrube geleitet werden.

Die Firma ACO bietet in Form eines Straßenablaufs ebenfalls ein auf die Schwammstadt zugeschnittenes System an, dass allerdings nur Grob- und Feinteile ausfiltert. Die weitere Reinigung muss über das Filterbecken erfolgen.

Streusalz ist ein bislang ungelöstes Problem. Die derzeit einzig praktikable Lösung ist der Einbau von Schiebern, die im Herbst geschlossen und im Frühjahr wieder geöffnet werden und sicherstellen, dass das mit Salz belastete Wasser in die Kanalisation und nicht in die Baumgrube geleitet wird.

Geeignete Gehölzarten

Der Schwammstadt-Standort ist ein künstlicher Standort, der mit seinen Wechseln von kurzfristig feucht/nass zu unter Umständen länger anhaltenden Trockenperioden hohe Ansprüche an die Anpassungsfähigkeit der Pflanzen stellt. In der Natur kommt der Lebensbereich 2 "Auen- und Ufergehölze - Hartholzaue", insbesondere die Lebensbereichkennziffer 2.5 nach Kiermeier, diesen Bedingungen am nächsten.

In den Lebensbereichen wird der Standort 2.5. wie folgt beschrieben: "Auenrandbereiche, Schotterterrassen; Gehölze mäßig trockener bis frischer Standorte, gelegentlich mäßig feucht, nur selten überschwemmt, eher längere Trockenheit gut ertragend; schwach sauer bis stark alkalisch; durchlässig ± nährstoffreich, sandig, kiesig, lehmig". Das beschreibt die Situation in einem Schwammstadtsystem ziemlich treffend.

Es ist wichtig zu unterscheiden zwischen den Bedingungen in einem Schwammstadtsystem und Überflutungen. Die Schwammstadtsysteme sind darauf ausgelegt, das Wasser zwischenzuspeichern und dann bald im Untergrund zu versickern. Bei richtiger Dimensionierung und Aufbau steht dort – nach den Erfahrungen aus Österreich – auch nach starken Regenfällen das Wasser nur kurzfristig an der Oberfläche. Keinesfalls steht dort das Wasser bis zu 84 Stunden, wie es laut DWA-Regelwerk zulässig wäre.

Bäume in einem Schwammstadtsystem sind nicht automatisch immer gut mit Wasser versorgt. Die Wasserversorgung hängt auch dort von der örtlichen Niederschlagsmenge und -verteilung ab. Über die Fertigstellungs- und Entwicklungspflege hinaus muss auch danach bei länger anhaltender Trockenheit und in Abhängigkeit von der Baumart zusätzlich gewässert werden.

In diesem Lebensbereich sind beispielsweise Gleditsia triacanthos, Platanus x hispanica, Ulmus carpinifolia, Fraxinus pennsylvanica, Malus sylvestris oder Populus x berolinensis eingestuft.

Aber auch aus den Lebensbereichen 1 "Moor- und Sumpfgehölze" sowie 3 "Artenreiche Wälder und Gehölzgruppen" könnten einige Arten geeignet sein. In Bezug auf die Auswahl geeigneter Arten bestehen bei den Planern große Unsicherheiten und es kommt zu Fehlplanungen und Ausfällen, da bisher systematische Versuche zur Eignung von Gehölzarten fehlen, ebenso wie Erfahrungsberichte.

Lediglich Nina Bassuk und Ethan M. Dropkin aus den USA haben in der Veröffentlichung "Woody Shrubs for Stormwater Retention Practices" (2014, Department of Horticulture, Cornell University) eine Liste von geeigneten und potentiell geeigneten Straucharten vorgestellt.

Auf der Basis dieser Liste sowie den Lebensbereichen nach Kiermeier habe ich eine Auswahlliste an potentiell geeigneten Gehölzarten erarbeitet. Ausgehend von den dort aufgeführten Arten wurden weitere potentiell geeignete Arten mit gleichen oder sehr ähnlichen Lebensbereichkennziffern hinzugefügt.

Danach habe ich diese Liste mit dem Bund Deutscher Baumschulen (BdB) und verschiedenen Baumschulen diskutiert. Außerdem flossen die Erfahrungen aus den Schwammstadt-Projekten der Kollegen aus Österreich und der Schweiz mit ein. Sie wird demnächst veröffentlicht werden.

Grundsätzlich ist es wichtig, dass solche Verwendungslisten zwischen Planern und Ausführungsbetrieben auf der einen und den Produzenten auf der anderen Seite abgestimmt werden, damit das Sortiment dann auch am Markt verfügbar ist sowie die Erfahrungen aller Beteiligten bezüglich der speziellen Ansprüche und Eigenschaften der Gehölzarten berücksichtigt werden.

Diese Liste kann allerdings nur der Anfang sein und muss durch breit angelegte Versuchspflanzungen sowie Erfahrungsberichte aus der Praxis ergänzt werden. Versuche mit Pflanzen führen immer wieder zu überraschenden Ergebnissen. Das hat beispielsweise das Projekt "Stadtgrün 2021+" deutlich gezeigt.