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Die Erfindung betrifft einen unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fluidaufnahme- und Speichersystem mit wenigstens einem unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids.
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Auf versiegelten Flächen sammelt sich bei Regenereignissen Regenwasser mitunter in großer Menge, das geordnet abzuführen ist.
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Insbesondere auf Großparkplätzen, Industrieflächen, auf Verkehrswegen und anderen Flächen, die keine Versickerung des anfallenden Wassers zulassen, ist das anfallende Regenwasser einem Regenwassermanagement zuzuführen.
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Für eine Zwischenspeicherung des Regenwassers sind Möglichkeiten zur Aufnahme und Speicherung zu schaffen, um das Regenwasser vor Zuführung zu einer Reinigungsanlage, einer Versickerungsanlage oder zum Vorfluter aufzunehmen.
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Aus dem Stand der Technik ist hierzu bekannt, Anordnungen aus Elementen zu schaffen, die ein freies Speichervolumen zur Verfügung stellen (so genannte „Boxen”), die von einer fluidundurchlässigen Schicht umhüllt werden und die mit einem Zulauf und einem Ablauf versehen sind, um darin Fluide, insbesondere Regenwasser unterirdisch zwischenzuspeichern.
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Solche unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids haben den Nachteil, dass die Elemente, die im Allgemeinen aus Polymermaterial hergestellt sind, dem seitlich einwirkenden Erd- und/oder Wasserdruck nur bedingt mechanisch standhalten. Ein weiterer Nachteil ist, dass bedingt durch die geringe Dichte des Speichers beim Einbau unterhalb des Grundwasserspiegels im Boden dieser im leeren Zustand oder bei einer Teilfüllung des Speichers erheblichen Auftrieb erfährt, was zur Zerstörung des Speichers führen kann.
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Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, einen unterirdischen Speicher anzugeben, der zur Aufnahme eines Fluids dient und der die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, dass dieser Speicher schnell und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Erfindung hat auch die Aufgabe, ein Fluidaufnahme- und Speichersystem mit wenigstens einem unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids gemäß Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein unterirdischer Speicher zur Aufnahme eines Fluids, der ein Speichervolumen bereitstellt und aus Elementen aufgebaut ist, die zumindest abschnittsweise von einer fluidundurchlässigen Schicht umgeben sind, sich dadurch auszeichnet, dass zwischen den Elementen und der fluidundurchlässigen Schicht eine Stützschicht angeordnet ist.
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Die Stützschicht dient erfindungsgemäß dazu, die Elemente vor dem einwirkenden Erd- und/oder Wasserdruck zu schützen und insbesondere die einwirkenden Kräfte, die aus dem Erd- und/oder Wasserdruck resultieren, gleichmäßig auf die Anordnung der Elemente zu verteilen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich als günstig erwiesen, wenn die Elemente im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, aneinander anliegend anordenbar und miteinander verbindbar sind.
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Die Anordnung von quaderförmigen Elementen ist insofern günstig, da dadurch in schneller Art ein Speichervolumen durch Anordnung der Elemente aneinander und durch Stapelung der Elemente übereinander geschaffen werden kann.
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Mit Hilfe geeigneter Verbindungselemente ist es möglich, die miteinander verbindbaren Elemente zu verbinden und damit eine stabile Anordnung der Elemente zu schaffen.
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Es sind aber auch andere Elemente, die nicht im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind, einsetzbar, um einen Speicher zu bauen.
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Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, wenn die Elemente ein freies Speichervolumen für die Aufnahme des Fluids von mindestens 90%, insbesondere von mindestens 93% aufweisen.
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Ein freies Speichervolumen der Elemente im genannten Bereich ermöglicht es, große Mengen an Fluid im Speicher aufzunehmen, wobei die Elemente selbst hierbei nur einen sehr geringen Teil des Volumens des Speichers ausmachen.
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Als günstig hat sich im Rahmen der Erfindung erwiesen, wenn der Speicher von einer fluidundurchlässigen Schicht, die als Folie oder als Wand, insbesondere als Spundwand oder einer Kombination der vorstehenden ausgebildet ist.
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Das Vorsehen einer Folie als fluidundurchlässige Schicht ist insofern vorteilhaft, als eine solche Folie kostengünstig beschaffbar ist, in einfacher Art und Weise zur Herstellung des Speichers eingesetzt werden kann und an den Kanten des Speichers leicht und fluiddicht verschweißt werden kann.
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Eine Wand, insbesondere eine Spundwand kann vorteilhaft eingesetzt werden, um einerseits eine fluiddichte Schicht bereitzustellen, die die Elemente umgibt, andererseits ist es dadurch möglich, die aneinander anliegend angeordneten Elemente zu stabilisieren.
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Es kann sich im Rahmen der Erfindung auch als günstig erweisen, wenn sowohl eine fluidundurchlässige Schicht in Form einer Folie, die mit einer Wand, insbesondere einer Spundwand, kombiniert ist, vorgesehen ist.
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Die Stützschicht kann eine Schüttung aus Kies, aus einem nicht verdichtbaren Bodenmaterial, aus einem Baustoffmaterialrecyclat oder aus einem gebrochenen Baustoffmaterial oder aus einer Kombination der vorgenannten bestehen. Mit besonderem Vorteil weist das Material für die Stützschicht eine enge Korngrößenverteilung auf, wodurch eine hohe Festigkeit der Stützschicht bei der Verdichtung des Materials erzielbar ist.
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Die genannten Materialien sind alle kostengünstig beschaffbar und in einfacher Art und Weise in Form einer Stützschicht anordenbar.
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Eine Stützschicht aus den vorgenannten Materialien weist weiterhin den Vorteil auf, dass sie ebenfalls ein freies Speichervolumen für die Aufnahme des Fluids bereitstellt.
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Alternativ zu einer Stützschicht aus den vorgenannten Materialien kann auch eine Stützschicht in Form von Gabionen und/oder in Form von Polsterwänden vorgesehen sein.
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Unter Gabionen wird im Rahmen dieser Erfindung eine Anordnung verstanden, die aus einer korbartigen Struktur, die beispielsweise aus einem Metallgitter gebildet sein kann, besteht, die mit Kies oder Steinen befüllt ist, die in der korbartigen Struktur durch das Metallgitter gehalten werden.
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Eine Polsterwand ist im Sinne der Erfindung eine Anordnung, bei der ein Geotextil, das eine hohe Reißfestigkeit aufweist und fluiddurchlässig ist, in Buchten gelegt wird, wobei in die Buchten Kies eingebracht wird, sodass der Kies beim Übereinanderlegen der Buchten taschenartig eingeschlossen wird, wodurch eine Wandanordnung herstellbar ist, die von außen einwirkenden Kräften Widerstand bietet.
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Als Stützschichten können solche Gabionen und/oder Polsterwände mit in den Speicher eingebaut werden.
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Es ist auch möglich, dass sowohl eine Schüttung aus Kies, aus einem nicht verdichtbaren Bodenmaterial, aus einem Baustoffmaterialrecyclat oder aus einem gebrochenen Baustoffmaterial oder eine Kombination der vorgenannten zusammen mit Gabionen und/oder Polsterwänden als Stützschicht in den Speicher eingebaut werden.
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Da sowohl eine Schüttung der vorgenannten Materialien wie auch eine Gabione und auch eine Polsterwand ein freies Speichervolumen bereitstellen, kann vorteilhaft das Volumen des aufzunehmenden Fluids im Speicher vergrößert werden.
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Es hat sich dabei als günstig erwiesen, wenn die Stützschicht ein freies Speichervolumen für das Fluid bereitstellt, das mindestens 30% des freien Speichervolumens der Elemente beträgt.
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Das freie Speichervolumen der Elemente ist damit etwa dreimal größer als das frei Speichervolumen der Stützschicht. Entsprechend wird sich das Fluid in den freien Speichervolumina der Elemente und der Stützschicht verteilen.
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Die Stützschicht überträgt den seitlich einwirkenden Druck von Erdreich und/oder Wassergleichmäßig auf die Elemente, die dem gleichmäßig einwirkenden Druck standhalten können.
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Durch die Wahl des Stützschicht bildenden Materials, wie beispielsweise eine Schüttung aus Kies, aus einem nicht verdichtbaren Bodenmaterial, aus einem Baustoffmaterialrecyclat oder aus einem gebrochenen Baustoffmaterial oder aus einer Kombination der vorgenannten, und/oder aus Gabionen, die mit Kies oder Steinen gefüllt sind, und/oder Polsterwänden, in die Kies eingelegt ist, wird die Dichte des unterirdischen Speichers gegenüber einem Speicher aus dem Stand der Technik, der über keine Stützschicht verfügt vorteilhaft erhöht.
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Kies bzw. Steine weisen eine mittlere Dichte von 2,3 bis 3,15 g/cm3 auf.
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Ein unterirdischer Speicher gemäß der vorliegenden Erfindung kann damit so gestaltet werden, dass durch eine entsprechende Wahl an Volumen der Stützschicht dieser auch bei kompletter Entleerung des Regenwassers immer noch eine gemittelte Dichte – die sich auf das freie Volumen, die Elemente und die Stützschicht bezieht (wobei die fluidundurchlässige Schicht hier nicht berücksichtigt wird) – von größer 1,00 g/cm3 aufweist, so dass er im Grundwasser dem einwirkenden Auftriebskräften standhalten kann. Ein derartiger erfindungsgemäßer Speicher wird also auch durch den Einbau unterhalb des Grundwasserspiegels nicht durch einwirkende Auftriebskräfte beschädigt oder zerstört.
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Der unterirdische Speicher zur Aufnahme des Fluids der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere als Regenwasserspeicher, er ist hierzu mit entsprechenden Zuleitungen und Zuleitbauwerken für Regenwasser ebenso wie mit entsprechenden Ableitungen und Ableitbauwerken für Regenwasser verbunden.
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Die Aufgabe der Erfindung im Hinblick auf Angabe eines Fluidaufnahme- und Speichersystems mit wenigstens einem unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids ist gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass ein Fluidaufnahme- und Speichersystem mit wenigstens einem unterirdischen Speicher zur Aufnahme eines Fluids gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.
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Die vorliegende Erfindung Wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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Hierzu zeigt:
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1 ein Fluidaufnahme- und Speichersystem mit einem unterirdischen Speicher in einer geschnittenen seitlichen Ansicht;
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2 ein Fluidaufnahme- und Speichersystem mit einem unterirdischen Speicher in einer geschnittenen Draufsicht;
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3 eine weitere geschnittene Seitenansicht eines unterirdischen Speichers eines Fluidaufnahme- und Speichersystems.
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In 1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Fluidaufnahme- und Speichersystems 1 gezeigt, welche einen unterirdischen Speicher 2 zur Aufnahme eines Fluids aufweist.
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Der unterirdische Speicher 2 ist aus einzelnen Elementen 3, die aneinander anliegend und gestapelt angeordnet sind, aufgebaut.
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Unmittelbar an die Elemente 3 ist eine Stützschicht 5 angrenzend, die aus einer Kiesschüttung besteht. Die Stützschicht 5 begrenzt dabei allseitig die Elemente 3.
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Die Stützschicht 5 wiederum wird von einer fluidundurchlässigen Schicht 4 allseitig umgeben, so dass kein Austausch des Fluids mit dem Erdreich erfolgen kann.
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Regenwasser kann dem unterirdischen Speicher 2 des Fluidaufnahme- und Speichersystems 1 über einen Zuleitschacht für das Regenwasser 6 und einer Fluidzuleitung 8 zugeführt werden.
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Die Fluidzuleitung 8 ist dabei durch die fluidundurchlässige Schicht 4 hindurchgeführt, wobei die Hinterdurchführung randseitig fluiddicht gestaltet ist, so dass kein Fluid in das Erdreich eintreten bzw. kein Erdreich in den Speicher 2 geschwemmt werden kann
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Dies kann beispielsweise durch ein Schweißverfahren erfolgen, bei dem die als Rohr ausgebildete Fluidzuleitung 8 und die fluidundurchlässige Schicht 4 miteinander verschweißt sind.
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Zur Ableitung des Regenwassers aus dem unterirdischen Speicher 2 dient die Fluidableitung 9 in Form eines Rohres.
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Auch das Rohr 9 ist wieder beispielsweise durch ein Schweißverfahren mit der fluidundurchlässigen Schicht 4, hier in Form einer Folie verbunden.
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Die Fluidableitung 9 führt zu einem Ableitschacht für das Fluid 7 die beispielsweise eine Drossel oder ein sonstiges Element aufweist, um das Fluid aus dem Speicher 2 geordnet abzuleiten.
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Der unterirdische Speicher 2 ist unterhalb einer Geländeoberkante 12 im Erdboden eingebaut. Die Schächte 6 und 7 reichen für Inspektions- und Wartungsarbeiten bis zur Geländeoberkante 12.
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Der Grundwasserstand/Retentionswasserstand 13 liegt höher als die Oberkante des unterirdischen Speichers 2, so dass der unterirdische Speicher 2 unterhalb des Grundwasserstandes/Retentionswasserstandes im Erdreich eingebaut ist.
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In 2 ist eine geschnittene Draufsicht auf das Fluidaufnahme- und Speichersystem 1 gezeigt.
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Der unterirdische Speicher 2 ist dabei aus den Elementen 3 aufgebaut, die aneinander anliegend angeordnet sind.
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Die Elemente 3 sind allseitig von einer Stützschicht 5 in Form einer Kiesschüttung umgeben.
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Der unterirdische Speicher 2 wird zum Erdreich hin von einer fluidundurchlässigen Schicht 4 begrenzt, die auf der Stützschicht 5 außenseitig aufliegt.
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Die fluidundurchlässige Schicht 5 ist in Form einer Folie ausgebildet.
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In den unterirdischen Speicher 2 kann ein Fluid, beispielsweise Regenwasser, über den Zuleitschacht für das Fluid 6 und die Fluidzuleitung 8 in Form eines Rohres zugeleitet werden.
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Das Rohr durchdringt dabei die fluidundurchlässige Schicht 4 und ist an der Durchdringungsstelle mit der fluidundurchlässigen Schicht 4 fluiddicht verbunden, beispielsweise verschweißt.
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Zur Ableitung des Fluids dient die Fluidableitung 9, die zu einem Ableitschacht für das Fluid 7 führt.
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Die Fluidableitung 9 in Form eines Rohres ist hierbei ebenso wie die Fluidzuleitung 8 fluiddicht mit der fluidundurchlässigen Schicht 4 beispielsweise durch Verschweißen verbunden.
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In 3 ist ein unterirdischer Speicher 2 eines Fluidaufnahme- und Speichersystems 1 in einer gegenüber 1 um 90° gedrehten seitlichen Schnittansicht gezeigt.
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Der unterirdische Speicher 2 ist im Erdboden unterhalb einer Geländeoberkante 12 und unterhalb des Grundwasserstandes/Retentionswasserstandes 13 eingebaut.
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Die Stützschicht 5, die die aneinander anliegend angeordneten Elemente 3 umgibt, ist hier als Ausführungsbeispiel einmal in Form einer Kiesschüttung 5, alternativ dazu als Gabione 10 und schließlich als Polsterwand 11 gezeigt.
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Die Gabione 10 liegt an der Außenseite der Elemente 3 an und wird ihrerseits außenseitig von der fluidundurchlässigen Schicht 4 abgedeckt.
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Die Gabione 10 ist in diesem Fall ein Metalldrahtkorb, der mit Steinmaterial gefüllt ist.
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Derartige Gabionen 10 lassen sich vorteilhaft stapeln und aneinander anliegend anordnen, wobei die Gabionen 10 auch untereinander in einfacher Weise verbunden sein können.
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Die Polsterwand 11, die ebenso an den Elementen 3 anliegt und außenseitig von der fluidundurchlässigen Schicht 4 begrenzt wird, ist ein wechselseitig in Buchten gelegtes Geotextil, wobei in die Buchten Gesteinsmaterial, im vorliegenden Fall grober Kies, eingelegt ist und die Buchten dann taschenartig übereinander gelegt sind. Dadurch resultiert eine sehr stabile in seiner Form den benötigten Dimensionen anpassbare äußeren Kräften Widerstand entgegensetzende Anordnung aus Geotextil und Gesteinsmaterial.
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Bei der Polsterwand 11 ist ein vielfach wechselseitig in Buchten übereinandergelegtes Geotextil abgebildet, was im vorliegenden Fall eine größere Höhe aufweist, als die halbe Höhe des unterirdischen Speichers 2.
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Auch die Polsterwände 11 lassen sich aneinander anliegend anordnen, um so ein eine Anordnung aus einer Vielzahl von Polsterwänden 11 zu schaffen.
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Die Stützschicht 5 kann in vielfältiger Weise je nach den an den unterirdischen Speicher 2 gestellten Anforderungen und den daraus resultierenden Aufbau aus einer Kombination einer abschnittsweisen Schüttung aus Kies, aus einem nicht verdichtbaren Bodenmaterial, aus einem Baustoffmaterialrecyclat oder aus einem gebrochenen Baustoffmaterial oder eine Kombination der vorgenannten, aus Gabionen und aus Polsterwänden bestehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fluidaufnahme- und speichersystem
- 2
- Unterirdischer Speicher
- 3
- Element
- 4
- Fluidundurchlässige Schicht
- 5
- Stützschicht
- 6
- Zuleitschacht für das Fluid
- 7
- Ableitschicht für das Fluid
- 8
- Fluidzuleitung
- 9
- Fluidableitung
- 10
- Gabione
- 11
- Polsterwand
- 12
- Geländeoberkante
- 13
- Grundwasserstand/Retentionswasserstand